Um código para o código: simulações obedecem às leis da física com USD

Apple, NVIDIA e Pixar Animation Studios colaboraram em uma extensão do Universal Scene Description para que os objetos possam ser simulados para agir como se estivessem no mundo real

A partir de agora, os desenvolvedores podem criar e compartilhar simulações realistas de uma forma padrão. Apple, NVIDIA e Pixar Animation Studios definiram uma abordagem comum para expressar modelos fisicamente precisos em Universal Scene Description (USD), a linguagem comum dos mundos virtuais 3D. 

A Pixar lançou o USD e o descreveu, em 2016, no SIGGRAPH. A novidade foi originalmente projetada para que os artistas pudessem trabalhar juntos, criando personagens virtuais e ambientes em um filme com as ferramentas de sua escolha.  

Avance rapidamente e o USD agora está difundido em animação e efeitos especiais e avançando para outras profissões, como arquitetos, que podem se beneficiar de suas ferramentas para projetar e testar de tudo, desde arranha-céus a carros esportivos e cidades inteligentes. 

Jogando na tela grande 

Para atender às necessidades dessa comunidade em expansão, o USD precisa se estender em várias direções. A boa notícia é que a Pixar projetou o USD para ser aberto e flexível. 

Portanto, é apropriado que a palestra no SIGGRAPH 2021 seja uma oportunidade para descrever a extensão mais recente do USD. Em termos técnicos, é um novo esquema para a física do corpo rígido, a matemática que descreve como os objetos sólidos se comportam no mundo real.  

Por exemplo, quando você está simulando um jogo em que bolinhas rolam por rampas, você deseja que elas respondam da mesma forma que você esperaria quando se chocassem. Para fazer isso, os desenvolvedores precisam de detalhes físicos como o peso das bolas de gude e a suavidade da rampa. Isso é o que esta nova extensão fornece. Veja aqui 

O USD está cada vez melhor 

O padrão HTML 1.0 inicial, por volta de 1993, definia como as páginas da web usavam texto e gráficos. Quinze anos depois, o HTML5 estendeu a definição para incluir vídeo, de forma que qualquer usuário em qualquer dispositivo pudesse assistir a vídeos e filmes. 

A Apple e a NVIDIA trabalharam de forma independente em maneiras de descrever a física em simulações. Como membros da comunidade SIGGRAPH, a NVIDIA se reuniu com a Pixar para definir uma abordagem única como uma nova adição ao USD. 

No espírito da flexibilidade, a extensão permite que os desenvolvedores escolham os solucionadores de sua preferência, pois todos podem ser movidos a partir do mesmo conjunto de dados do USD. Isso apresenta um conjunto unificado de dados adequados para simulação off-line para filmes, games e realidade aumentada.  
É importante porque os solucionadores para usos em tempo real, como games, priorizam a velocidade sobre a precisão, enquanto os arquitetos, por exemplo, querem soluções que colocam a precisão à frente da velocidade. 

Um avanço que beneficia a todos 

Juntas, as três empresas escreveram um white paper descrevendo sua proposta combinada e o compartilharam com a comunidade da USD. As avaliações estão aí e são um sucesso. Agora a extensão faz parte da distribuição padrão do USD, disponível gratuitamente para todos os desenvolvedores. 

A lista de empresas que podem se beneficiar parece créditos de um filme épico. Inclui arquitetos, gerentes de edifícios, designers de produtos e fabricantes de todos os tipos, empresas que projetam games e até mesmo provedores de celular que otimizam layouts de redes de próxima geração. E, claro, todos os fornecedores que apresentam as ferramentas digitais para fazer o trabalho. 

“O USD é uma força importante em nossa indústria porque permite uma representação poderosa e consistente de dados complexos de cenas 3D em workflows”, conta Steve May, diretor de tecnologia da Pixar.
“Trabalhando com a NVIDIA e a Apple, desenvolvemos uma nova extensão de física que torna o USD ainda mais expressivo e terá grandes implicações para o entretenimento e outras indústrias.” 
Fazendo um metaverso juntos 

É uma grande comunidade que a NVIDIA pretende servir com o NVIDIA Omniverse, um ambiente de colaboração que foi descrito como um sistema operacional para criativos, ou “como o Google Docs para gráficos 3D”. 

A NVIDIA deseja tornar mais fácil para qualquer empresa criar simulações realistas com as ferramentas de sua própria escolha. É uma meta compartilhada por dezenas de organizações que agora avaliam o Omniverse Enterprise. Perto de 400 empresas e dezenas de milhares de criadores individuais que fizeram download do open beta do Omniverse desde o lançamento, em dezembro de 2020. A NVIDIA imagina um mundo de mundos virtuais interconectados, um metaverso, onde um dia qualquer um poderá compartilhar o trabalho de sua vida. Tornar real esse universo virtual exigirá muito trabalho árduo. O USD terá que ser estendido em muitas dimensões para acomodar as diversas necessidades da comunidade. 

Um convite virtual 

Para ter uma ideia do potencial, assista a um painel de discussão do GTC (gratuito com registro), onde especialistas em 3D de nove empresas, incluindo Pixar, BMW Group, Bentley Systems, Adobe e Foster + Partners falaram sobre as oportunidades e desafios futuros. A NVIDIA está muito feliz por poder colaborar com engenheiros e designers da Apple e da Pixar nesta última extensão do USD. Especialistas já pensam em uma sequência para a física do corpo mole e muito mais. O objetivo futuro é construir um metaverso, onde todas as ferramentas estarão disponíveis para cada trabalho. 

Para obter mais detalhes, assista à apresentação no SIGGRAPH sobre a extensão física do USD, de Adam Moravanszky, da NVIDIA, e assista a uma sessão de “Birds of a Feather” sobre USD apresentada pela Pixar.