USD 現在已支援 V-Ray 的 USD 和 Hydra，讓我們來看看這個智慧的檔案格式是如何在 VFX 生產管道中引進更進階的功能性
USD 現在已支援 V-Ray 的 USD 和 Hydra，讓我們來看看這個智慧的檔案格式是如何在 VFX 生產管道中引進更進階的功能性。
USD 讓現代 VFX 工作流程變得更加輕鬆且富有彈性，且現在也涵蓋在 V-Ray 裡，這個優異的科技使您可以簡單地在各平台間分享模型、場景與動畫數據，甚至允許多個工作者同時進行協同工作。
在這篇解說中，包含了說明 USD 是如何作業，為了什麼而使用，以及我們如何將它與 V-Ray 5 for Maya 和 V-Ray 5 for Houdini 整合，還有我們對於全新 USD 工作流程的未來規劃。
甚麼是 USD ?
USD 是一種通用場景描述(Universal Scene Description)，這是一個由皮克斯開發及此行業中的頂尖工作室共同開發的開源格式，這個全新的格式是為了支援所有 3D 場景與動畫數據而設計，並將它們在 3D 創造物、裝配工具、生產管道使用性之間傳輸。
除了互通性外，USD 還支援非破壞性迭代及全新工作流程場景，USD 還允許渲染器將其數據附加到場景描述，使著色器、材質、燈光、相機和環境的定義和分配保留在 USD 文件中。
USD 多年來已展現了強大的潛力，但在大多數藝術家開始充分利用它之前，它需要許多 3D 軟的製造商的支持。這項支援最初是在 SideFX 將 Solaris 添加到 Houdini 時開始的，現在已經擴展到 Maya，Autodesk 的 Maya 2022 版本包括 MayaUSD。
而當眾多軟體開始支援後，我們終於可以開始添加 V-Ray 對每個工具的支援了，如此一來，工作室才能自由地共享並結合兩個應用軟體之間的資產，以持續地創造出 V-Ray 渲染成果。您會在 V-Ray 5 for Maya(更新版1)、V-Ray 5 for Houdini(更新版 1) 中發現 USD 的支援。
作為生產解決方案，正確導出所有必要的原生場景屬性非常重要，我們認為這最好由每個 3D 應用軟體的製造商擁有，我們可以將 V-Ray 數據附加到這個穩固的基礎上，因為我們知道它會隨軟體而進步。
我們非常期待為其他軟體增添類似 V-Ray USD 的支援，隨著 Autodesk 發布 USD for 3ds Max 測試版，我們不必再等待 3ds Max 加入到V-Ray可能性。
USD 使您輕鬆追蹤遞增的變化
生產 USD
隨著時間的推移，工作室的製作流程因為涉及多種 3D 工具而變得更加複雜，這是因為工作室偏愛使用於針對特定工作的工具，例如建模、雕刻、模擬、照明、陰影、合成、動畫，所以挑戰就在於每個工具都擁有自己的儲存格式和處理場景數據的方式。
一些較通用的格式像是 OBJ、FBX、最新的 Alembic，已被用在軟體間交換數據，但每種格式只存儲原始場景的一部分，並且沒有一個能真正攜帶所有產品渲染資訊的格式。而USD 便是可以在軟體之間以近乎完全的準確度共享數據。
舉例來說，這允許一個部門在 Maya 中進行動畫製作，而同時在 Houdini 中處理模擬作業，隨著 V-Ray 的支援，他們可以在任一軟體中渲染結合的成果，不只如此，這也允許數據進行往返：可以在 Maya 中創造資產，再將其帶到 Houdini 進行模擬，然後再帶回 Maya 進行渲染。
Maya 裡的 USD
USD 引人注目的部分是-它對其內容的更改是非破壞性的，它的修改除了會儲存原始資料以外，還會存為遞增的編輯。在前面的範例中，模擬將輕易地分層在現有場景佈局的頂部，USD 利用先進的分層系統，允許藝術家編輯、替換或調整場景中任何物件的可見度，此外，還提供一種調整個別光線參數和整個著色網絡的方法。
USD 格式可以擴展以支援所需的任何數據類型，使用 V-Ray，我們只能儲存與 V-Ray 特定功能相關的選項，例如圓頂燈的“自適應採樣”切換鍵，材質、紋理、渲染設置等也是如此，藝術家已經熟悉的所有 V-Ray 功能都可以在最後的 USD 階段進行編碼。
USD 工作流程的可能性
USD 透過啟用**分層（**用於建立場景變化、排列和合作可能性的強大概念）不僅僅是在軟體之間共享場景數據，使用 USD 分層，每一層都會引入某些影響原始的“編輯”或覆蓋，同時僅承載增量更改的權重。
這是一個簡單的抽象範例：
- 角色資產被創造並保存為 char_geo.usd。
- 我們角色的棒球帽儲存在 char_baseballCap.usd 中。
- 我們加載 char_geo.usd 並利用 char_baseballCap.usd 分層。
Char_assembly.usd 「引用”」char_geo.usd和char_baseballCap.usd*，*而不是保存來自這兩個文件的實際資訊。
- 我們將結果保存在 char_assembly.usd 中。
現在我們硬碟上的文件裡擁有所有的內容，我們可以直接使用 USD 渲染它，同時，不同的工作室團隊可以分別對我們的角色或 cap 文件進行編輯，儲存為新版本並進行無損加載。
以同樣的方式，我們可以有另一個裝配版本的角色，帶有一頂Fedora帽，或者不同的燈光、不同的陰影等等，我們還可以將這些集成的組合編碼為 USD 所謂的「variants」，這樣我們就可以在加載 USD 文件後輕鬆地在它們之間作切換。
V-Ray 與 USD
通常有兩種普遍的方法提供給渲染者以支援 USD，其一為 USD 程序，其二為透過 Hydra 代表，以下為此兩種方法的細節:
USD 程序意味著渲染者設計出處理 USD 編碼數據的方法，並且能夠加載它並使用它來渲染最終幀。
另一方面，Hydra 是一個渲染框架，它將數據從 DCC 的場景圖傳遞到渲染器，Hydra 充當 USD 的互動渲染模式，擁有 Hydra 支援並不代表對 USD 支援，每種方法都需要自行開發。
V-Ray 在近期的更新中添加了這兩種方法，Hydra 和 USD 分別都在可以發會最大效能的地方執行，SideFX 在他們的 Solaris 內容中完全地接受了 Hydra，這就是為什麼 V-Ray for Houdini 最適合執行對 Hydra 的支援。V-Ray for Maya 添加了一個 USD 程序，用於加載和渲染 USD 數據，以及將數據導出至 USD，雖然 Maya 也支援 Hydra，但在我們準備執行 Hydra 支援前，這部分的執行需要進一步的成熟。
在Maya 中使用 USD 的 V-Ray 工作流程對於新的MayaUSD來說是完全原生地支援，事實上，它所需要做的就是在 Maya 2022 中使用 MayaUSD 加載 USD 文件，並使用 V-Ray 5 (update 1 ) 做渲染。
透過 Maya 的文件 > 輸出頁面，利用同樣的方式將 V-Ray 數據輸出至 USD ，首先，您需要從素材選項列表中選擇「USD 導出」，然後選擇「V-Ray 素材輸出器」：
V-Ray 5 (update 1 ) 允許輸出 V-Ray 著色器(素材與紋理)至 USD 與位移，利用點陣圖連接到著色組的位移輸入。
未來的更新會將輸出擴展到更多數據類型，例如 V-Ray Lights、V-Ray Fur、VRaySubdivision 和其他置換方法。
在 Maya 中加載和渲染 USD 數據時，V-Ray 目前支援：
- 支援動態模糊的靜態、變換和變形網格
- 以 USD 文件編碼的V-Ray 著色器和素材、位移和細分（例如，來自 Houdini）
- usdPreviewSurface 素材（來自其他渲染器）
- 在內存中使用 V-Ray 渲染 USD 編輯，而無需將它們保存到硬碟
- 使用 V-Ray 5 Standalone 的離線渲染 .usd 文件和從 V-Ray 輸出的 .vrscene 文件
未來，V-Ray for Maya 將添加更多數據類型以支援 USD 內的渲染，例如頭髮和粒子，我們將在使用 IPR 的同時檢測 USD 編輯。
有關受支援的 USD 功能完整列表，請參閱我們的 V-Ray for Maya USD 文檔頁面。
V-Ray 與 Hydra
Hydra 裡的 usdView
V-Ray for Houdini 附帶的 Hydra 既可以作為 Houdini Solaris 視圖的互動式渲染代表，也可以作為透過 Houdini 的 husk 可執行文件進行最終批處理渲染的獨立工具。
隨著 V-Ray 5 for Houdini (update 1)，V-Ray 委託進入了官方公開測試版，大多數 V-Ray 的功能已經自然整合到 Solaris 中，作為可用的 V-Ray 補充選項，例如燈光、渲染設置、渲染幾何設置。素材內容中可用的標準 V-Ray 著色節點也已在「素材庫」LOP 曝光/公開，而最近添加到支援功能列表中的是透過「渲染變量」LOP 的 AOV，無論是透過「場景輸入」LOP 傳入，或是從硬碟上的 USD 文件引用的圖元，幾何體、粒子、頭髮和體積的渲染都已經執行。
一些客製的 V-Ray 程序，例如 Environment Fog 和 V-Ray 代理，也即將推出，此處提供了最新的當前限制列表：Solaris 功能和已知問題。
在不久的將來，我們計劃開放 Hydra 委託，作為最終渲染的獨立工具，通過發布帶有 V-Ray for Houdini 的預編譯USD庫，其中包含USD視圖和USD記錄應用程式 分別用於預覽和批量渲染
結論
由於現在每個人的 Maya、Houdini 和 V-Ray 都支援 USD，對於生產來說，這是一個振奮人心的時刻，就彷彿開始的槍聲響起，大多數的 VFX 工作室現在都能夠真正地探索 USD 製作的工作流程，而不是僅就理論探討。然而，這只是開始，由於我們 Maya 和 Houdini 團隊完成的作業，將使得我們能夠更快地為其他 V-Ray 整合物添加類似的 USD 支援，且為它們的主程式添加 USD 支援。
