從零開始掌握 Omniverse Kit:五大模板實務應用指南

ㄧ、什麼是 NVIDIA Omniverse Kit

NVIDIA Omniverse 是一個專為虛擬協作和即時逼真實時模擬打造的開放平台,操作核心叫做 Omniverse Kit SDK,一個讓開發者能夠建立自己 Omniverse 應用程式和擴充功能的工具包。為了簡化開發流程,NVIDIA 提供了 kit-app-template 這個 GitHub 專案,其中包含多個應用程式模版,讓開發者可以根據不同需求,快速啟動專案。

二、為何要使用 NVIDIA Omniverse Kit

在當今快速發展的 3D 產業中,不缺功能強大的軟體,但常常缺少能夠完美契合特定工作流程的彈性。傳統的 3D 軟體通常是封閉的,創作者只能被動地適應其提供的功能,NVIDIA Omniverse Kit 正是為了解決這個核心痛點。簡單來說,Omniverse Kit 就是將創造工具的主導權掌握在自己手中,它不僅僅是一個軟體開發工具包 (SDK),更是能夠打造、客製化和擴充 3D 應用的開放式平台。

三、由五個主要模版構成

Kit-app-template 提供五個不同用途的模板,從無介面的後端服務到功能豐富的編輯器,涵蓋了多種開發情境。

(一)Kit Service|無介面後端服務:
這是最精簡的模板,用於建立在背景運行的無頭服務(headless),適合用來處理資料轉換、自動化任務或任何不需要圖形化介面的 Omniverse Kit 功能。

適合角色:後端開發者、系統整合工程師、AI工程師

(二)Kit Base Editor|基礎編輯器:
一個簡單的圖形化應用程式,具備載入、操作和渲染 OpenUSD 內容的基本功能,它是開發自訂編輯器的最佳選擇,可以在此基礎上增加所需的功能。

適合角色:流程工具開發者、應用程式開發者

(三)USD Composer|複雜場景創作工具:
這是一個功能完整的應用模板,用來創作複雜的 OpenUSD 場景,例如配置器 (configurators),它整合了更多進階工具,如光照、模擬和渲染等,像是一個功能齊全的 3D 內容創作平台。

適合角色:3D 美術師、場景設計師、燈光師、渲染專家、技術美術

(四)USD Explorer|大型場景瀏覽與協作:
此模板專為瀏覽、審查和協作大型、複雜的 OpenUSD 場景(如工廠、倉庫等大型設施)而設計,強調場景的整合、瀏覽和審查功能。

適合角色:建築師、工程師、營造專案經理

(五)USD Viewer|檢視應用:
主要用於瀏覽的應用模板,非常適合將 3D 內容串流至網頁或行動裝置進行遠端互動,它的功能最為單純,專注於高效能的遠端渲染和互動。

適合角色:前端/網頁開發者、專案經理

總結表格:

模板名稱 核心定位 主要用途 適合角色
Kit Service 無介面後端服務。 自動化任務、資料處理、遠端計算。 後端開發者、系統整合工程師。
Kit Base Editor 基礎編輯器框架。 開發自訂編輯器的起點。 流程工具開發者、應用程式開發者。
USD Composer 全功能創作工具。 複雜場景的創作、佈局、光照與渲染。 3D 美術師、場景設計師、技術藝術師。
USD Explorer 大型場景瀏覽器。 大型專案的協作、審閱與整合。 建築師、工程師、大型專案經理。
USD Viewer 純粹的檢視器。 遠端串流、內容審閱、簡單互動。 網頁開發者、需要嵌入 3D 畫面的開發者。

四、協作的基石 Nucleus 與 OpenUSD

在我們認識各個 Kit 模板之後,必須了解驅動這一切協作的兩大核心技術:Omniverse Nucleus 和 OpenUSD,如果說 Omniverse Kit 是「身體」,那麼 Nucleus 和 USD 就是實現即時協作的「大腦」與「溝通語言」。

(一)Omniverse Nucleus:協作的大腦
Nucleus 是一個專為 3D 世界打造的超級伺服器,它是儲存檔案的雲端硬碟,也是整個協作流程的「單一事實來源 (Single Source of Truth)」,所有專案資產都集中儲存在這裡,任何一位團隊成員對場景所做的修改,都會透過 Nucleus 即時同步給所有其他人,確保團隊中的每個人看到的永遠是最新的版本。

(二)OpenUSD:傳輸資料的神經系統
OpenUSD 是 3D 模型格式,是一種描述、組合和編輯複雜 3D 場景的框架,它的強大之處在於其非破壞性的「分層(Layering)」機制,允許多位使用者同時對場景的不同方面(如模型、光照、動畫)進行修改,而不會互相覆蓋或產生衝突。

(三)Kit、Nucleus 與 OpenUSD 的關係
所有使用 Kit 建立的應用程式(包括上述提到的五個模板),天生就懂得如何與 Nucleus 溝通,並以 OpenUSD 作為「溝通語言」,使用者實際上是編輯儲存在 Nucleus 上的 OpenUSD,而 Nucleus 則負責將修改內容即時傳遞給協作者。

五、為專案製作提升效率

經過對五個模板的探討,可以了解 NVIDIA Omniverse Kit 的設計並非取代眾多軟體,而是為開發流程中的不同角色和不同階段,提供各自最精準、最高效的使用,這五個模板構成一個從後端到前端、從開發到創作、從瀏覽到審查的完整過程。

這五個模板在一個完整的生態系統中協同工作,一個典型的專案,可能同時需要 Kit Service 在後端自動處理資料,創作者使用 USD Composer 進行創作,而專案經理則透過 USD Explorer 審查進度,理解它們各自的定位,高效利用 Omniverse 平台,能夠為下一個專案,選擇最快、最佳的路徑。

六、 宙盟資訊:技術與培訓的專業夥伴

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