苹果、英伟达携手成立联盟，制定 OpenUSD 标准，对此你有哪些期待？

最近几天，关于本专栏的主角发生了一件大新闻：Pixar、Adobe、Apple、Autodesk 和 NVIDIA 宣布成立 OpenUSD 联盟，共同促进 USD 的开发、迭代与推广。新增的 Open 一词无疑着重强调了通用场景描述的开放性，而诸多 3D 领域巨头的加入将确保 OpenUSD 能在各个专业软件间获得“通关文书”，向真正的 3D HTML 又迈进了一大步。

在之前的文章中，我们介绍了为什么我们需要 USD， USD 的基本工作原理：

本文将在前文基础上，继续探讨：OpenUSD 由哪些元素构成的？它们的关系如何？

1、Prim

在正式介绍 Prim 之前，我们先来界定一个概念。Prim 在计算机图形学的话语体系下通常默认指的是 Primitive，译作“图元”，即点、线、三角形等基本的形状，这些元素是构成更复杂 3D 模型的基础。但 OpenUSD 体系下的 Prim 则不应该这么理解，它指代的是一种抽象的基本元素，而非具体的形状。

我认为，将其译作为“节点”或许是比较合适的。“节点”暗示了 Prim 能够组成树形结构：可以包含若干节点的描述数据的同时，也能够包含若干子节点。在后一种情况下，就可以层层嵌套，构建出场景的层次结构（Hierarchy）。需要强调的是，Prim 可以表示任何类型的数据而不仅是几何图形，光源、材质、甚至抽象的 “Xform” 都可以作为一个 Prim 的类型。(注：Xfrom 表示一个可以被移动、旋转和缩放的对象。)

比如说，我们可以抽象出一个小车节点（Xform），这个抽象小车包含了车身节点（Mesh）和4个轮子节点（Mesh），车身节点里面可以再包括两个车灯节点（SphereLight）。不难看出，OpenUSD 的 3D 场景中各个元素的存在都是在层次化结构中的，这使得复杂场景的管理更加高效。

2、Property

Property 是 Prim 的组成部分。与 Prim 的情况一样，OpenUSD 体系中 Property 一词也应该重新理解。一般来说，Property 和 Attribute 都可译为“属性”，在实际所指上也并不作严格区分。但 OpenUSD 中 Property 和 Attribute 的界限却十分清晰，Property 是一个包含了 Attribute 和 Relationship 的合集概念。

2.1 Attribute

Attribute 在这里不做翻译，理解为该 Prim 与自身有关的值。比如我们需要表现一个 Prim 的形状，就可以定义它的 points 为一系列3D坐标；需要表现一个 Prim 的外观，就可以定义它的 color 为指定的rgb。由此，我们可以通过 Attribute 表达一个 Prim 的基本特征。

另外，OpenUSD 中 Attribute 的值是也可以随时间变化的，这使得动画成为可能。例如，你可以为一个角色 Prim 的位置指定多个时间样本，表示角色在不同的时间点处于不同的位置。然后，当你播放动画时，角色会在指定的时间样本出现在相应的位置。

2.2 Relationship

Relationship 可以翻译成“关系”，理解为该 Prim 与其他 Prim 相关的值。你可以通过设置 Relationship 的值来让一个 Prim 指向另一个 Prim，来建立二者间的关系，关系分为不同种的类型，例如父子关系、引用关系和实例关系等。

可以说，层层交织的关系正是让 OpenUSD 的一些关键特征能够实现的底层。例如，通过建立引用关系而非复制粘贴 Prim 来重用和共享数据，能够使得复杂场景的管理更加结构化；建立父子关系来将对象进行组合，接受整体的操作和修改。

值得一提的是，OpenUSD 的关系是通过命名空间路径来组织。以常见的父子关系为例，一个名称为 'A' 的父 Prim 下有一个子 Prim ‘B’，那么子 Prim 的路径会被定义为 '/A/B'；同理，你需要引用另一个 Prim 时，也只能指定它的路径。这里可以有更多关于这种组织形式优劣的讨论，但囿于篇幅只能之后展开。

3、Metadata

Metadata 是 Prim 的另一个组成部分。Metadata 可以译作元数据，是一种用于存储额外信息的数据，你可以为 Prim 加入元数据的描述以更精确地控制 Prim 的行为。例如，你可以定义"active"的值，用于控制Prim是否激活；也可以定义 "hidden" 的值，用于控制 Prim 是否隐藏。

除此之外，你还可以定义自己的 Metadata 以满足特定的需求。这使得 OpenUSD 能更好地兼容不同的系统和工具，更高效地嵌入已有的工作流。

下期预告

至此，构成 OpenUSD 的基本元素、以及它们之间的关系已经介绍完毕。理论层面的讲解十分抽象与枯燥，在之后我们会以一个实操案例的形式再次加深对这些概念的理解。