É o tipo de momento na carreira com o qual os desenvolvedores sonham, mas raramente vivenciam. Com aplausos e muita alegria do público da SIGGRAPH 2016, Dirk Van Gelder, da Pixar Animation Studios, apresentou o USD – Universal Scene Description..
O USD tornou-se a “cola” de código aberta que os cineastas usavam para unir suas ferramentas favoritas, permitindo que colaborassem com colegas em todo o mundo e simplificassem radicalmente o trabalho de criação de filmes animados. Quando surgiu, o USD teve o apoio de três parceiros inspiradores: a Autodesk, a Foundry e a SideFX.
Hoje, mais de uma dúzia de empresas, da Apple à Unity, apoiam o USD. O padrão está prestes a se tornar a solda que une todos os tipos de mundos virtuais e físicos em ambientes em que pessoas criativas projetarão de tudo: de arranha-céus a carros esportivos e cidades inteligentes.
Além disso, ajudará a gerar o machinima, uma forma emergente de narrativa digital baseada no conteúdo dos games.
Como o USD Encontrou um Público
O lançamento de 2016 “foi muito empolgante” para Van Gelder, que passou mais de 20 anos desenvolvendo as ferramentas da Pixar.
“Falamos para as pessoas sobre o USD, mas não tínhamos certeza de que o apoiariam”, disse ele. “Fiz uma demonstração ao vivo em um notebook de uma cena de Procurando Dory para que pudessem ver a escalabilidade e o desempenho do USD e o que nós da Pixar poderíamos realizar com essa arquitetura, e eles realmente entenderam a mensagem.”
Uma das pessoas na plateia era Rev Lebaredian, Vice-Presidente de Tecnologia de Simulação na NVIDIA.
“A apresentação de Dirk sobre o USD ao vivo e em tempo real nos inspirou. Ela deu origem a uma série de ideias e eventos que levaram ao que o NVIDIA Omniverse é hoje, com o USD como uma parte fundamental. Então, foi o destino quem trouxe Dirk para a equipe do Omniverse”, disse Lebaredian, da plataforma gráfica 3D, agora em versão beta aberta, que visa colaborar com a Pixar e a comunidade gráfica 3D para levar adiante a visão do USD.
Efeitos de Camadas de Desenvolvedores em Gráficos 3D
Os desenvolvedores da Adobe estavam entre os muitos outros que foram receptivos e agora oferecem suporte ao USD em seus produtos.
“O USD tem um mundo inteiro de recursos incrivelmente potentes”, afirmou Davide Pesare, que trabalhou com USD na Pixar e agora é Gerente Sênior de P&D na Adobe.
“Por exemplo, com as camadas do USD, os profissionais podem trabalhar na mesma cena sem um interferir no trabalho do outro. Cada profissional tem sua própria camada. Por isso é possível que o modelador trabalhe enquanto outra pessoa cria o sombreamento”, disse ele.
“Hoje, o USD se espalhou para além do cinema, onde é difundido em animação e efeitos especiais. Os desenvolvedores de games estão interessados nele e os produtos da Apple podem executá-lo. Além disso, temos parceiros na arquitetura e o número de produtos compatíveis com o USD só tende a aumentar”, disse Pesare.
Criando uma Casa 3D Virtual para Arquitetos
Embora tenha iniciado nos filmes, o USD pode desempenhar muitos papéis.
Milhões de arquitetos, engenheiros e designers precisam de uma maneira rápida de revisar o progresso em projetos de construção com seus proprietários e corretores imobiliários. Cada participante usa diferentes programas que frequentemente são executados em computadores, tablets ou até mesmo smartphones diferentes. É o roteiro de um filme de terror de IT para o qual o USD pode ser a solução.
Empresas como Autodesk, Bentley Systems, McNeel & Associates e Trimble Inc. já estão explorando o que o USD pode fazer por essa comunidade. A NVIDIA usou o Omniverse para criar um vídeo mostrando algumas das possibilidades, por exemplo, prever como o sol se posicionará no interior envidraçado de um arranha-céu durante o dia.
Design de Produtos Ganha Vida com o USD
É uma história semelhante, mas em outro cenário, no setor de manufatura. Nele, as empresas têm milhares de produtos complexos que desejam criar e testar rapidamente, de gadgets controlados por voz a caminhões autônomos.
O processo requer iterações com programas usados por muitos tipos de especialistas que precisam de modelos 3D fotorrealistas. Além de revisões rigorosas de design, eles sonham com outras possibilidades, como colocar pré-visualizações on-line nas mãos de seus clientes.
Mostrando o que está por vir, a equipe do Omniverse produziu um vídeo para o lançamento do sistema NVIDIA DGX A100 com visões detalhadas de como seus 30 mil componentes se encaixam em um milhão de orifícios. Mais recentemente, ela gerou um vídeo completo da GPU GeForce RTX Série 30 da NVIDIA, com um tour virtual de seu novo subsistema de resfriamento, graças ao USD no Omniverse.
“Hoje em dia, minha equipe passa muito tempo trabalhando com a física em tempo real e outras extensões do USD para veículos autônomos, além da robótica para as plataformas NVIDIA Isaac e DRIVE”, disse Van Gelder.
Para mostrar o que é possível hoje, os engenheiros usaram o USD para importar para o Omniverse um carro de luxo modelado com precisão e detalhes de um trecho de 27 quilômetros de rodovia ao redor da sede da NVIDIA no Vale do Silício. A simulação, que foi mostrada no GTC, mostra o potencial de ambientes detalhados o suficiente para testar os veículos e suas capacidades de direção autônoma.
Outra equipe importou o Kaya, um carro-robô, para que os usuários pudessem programar o modelo digital e testar seu comportamento em uma simulação Omniverse antes de construir ou comprar um robô físico.
A simulação foi precisa, apesar do fato de que “as rodas são incrivelmente complexas porque podem se mover para frente, para trás ou lateralmente”, disse Mike Skolones, gerente da equipe por trás da NVIDIA Isaac Sim.
Luzes! Câmera! USD!
Em games, o Unreal Engine da Epic é compatível com USD, e a Unity e a Blender também estão trabalhando para oferecer suporte a esse novo recurso. O trabalho dessas empresas está acelerando o crescimento do machinima, uma espécie de filme baseado em games exibido em um vídeo para NVIDIA Omniverse Machinima.
Enquanto isso, em Hollywood, o estúdios estão bem adiantados na adoção do USD.
A Pixar produziu Procurando Dory usando o USD. A Dreamworks Animation descreveu seu processo adotando o USD para criar o longa-metragem de 2019 Como Treinar o seu Dragão 3. A Disney Animation Studios também combinou o USD com seu pipeline de animações.
Direcionando o USD para o Omniverse
A NVIDIA e seus parceiros esperam levar o USD a todos esses campos e muito mais com o Omniverse, um ambiente que um membro da equipe descreve como “o Google Docs para gráficos 3D”.
O Omniverse conecta o poder dos gráficos com ray tracing em tempo real da NVIDIA RTX com a edição colaborativa e em camadas do USD. O recente vídeo “Marbles at Night” (abaixo), criado por uma dúzia de profissionais espalhados pelos EUA, Austrália, Polônia, Rússia e Reino Unido, apresentou essa combinação.
Isso tem entusiasmado os desenvolvedores, como Pesare da Adobe.
“Todos os setores vão querer criar tudo com texturização, modelagem, sombreamento e animação em tempo real”, afirmou Pesare.
“Isso abrirá o caminho para uma revolução de pessoas que consomem mídia em tempo real, com os óculos de AR e VR conectados a redes 5G para proporcionar uma experiência imersiva e interativa em qualquer lugar”, acrescentou ele.
Ele é um dos mais de quase 400 desenvolvedores que já tinham uma experiência prática com o Omniverse até agora. Outros vêm de empresas como a Ericsson, Foster & Partners e Industrial Light & Magic.
USD Ajuda os Exploradores Lunares
A Frontier Development Lab (FDL), uma parceira da NASA, abordou a NVIDIA recentemente para ajudar na simulação da luz na superfície da Lua.
Usando os dados de um satélite lunar, a equipe do Omniverse gerou imagens que a FDL usou para criar um vídeo para uma palestra pública, explicando sua procura, na Lua, por gelo composto de água, bem como por um local de pouso para um rover lunar.
De volta à Terra, os desafios futuros incluem o uso do renderizador Hydra do USD para oferecer conteúdo a 30 frames por segundo que podem combinar imagens de dezenas de fontes para um diretor de cinema, um arquiteto ou um designer de produtos.
“É um esforço sobre-humano levar isso às mãos dos primeiros clientes do trabalho de produção”, disse Richard Kerris, gerente geral do grupo de mídia e entretenimento da NVIDIA e o mais antigo tecnólogo na Lucasfilm. “Estamos desenvolvendo efetivamente um sistema operacional para criações em vários mercados, por isso, o suporte ao USD é muito importante”, disse ele.
Kerris convocou qualquer pessoa com um sistema compatível com RTX a experimentar a versão beta aberta do Omniverse e levar a promessa do USD adiante.
“Estamos ansiosos para ver o que vocês criarão”, disse ele.