CH.05 / EMBODIED INTELLIGENCE
MODULE 05 // OPENUSD

3D 世界的HTML

OpenUSD 让模型、灯光、相机与物理属性,用一套可组合的语言进入同一个仿真舞台。

MODELLIGHTCAMERAPHYSICSUSDONE SCENE

USD 不只保存一个模型,它描述整个 3D 世界如何被组织、组合和修改。

01 // FORMAT PAIN

资产交换,为什么总出错

软件孤岛 A软件孤岛 BBlender 模型材质 + 动画Maya / Unity位置错乱 · 材质丢失FORMAT GAP

USD 诞生于格式孤岛问题:资产传递时,结构与修改意图也必须被保留。

02 // WHY USD

动画格式,为什么适合机器人

ROBOTSIMULATION层级组织场景组合非破坏编辑超大场景跨工具交换

机器人场景既复杂又持续变化,USD 的价值在于保存结构与组合关系。

03 // CORE MODEL

四个概念,一座舞台

STAGE完整场景PRIM每一个对象LAYER修改叠在原资产上COMPOSITION引用 · 变体 · 覆写PROPERTY位置 · 质量 · 颜色

Stage 装下场景,Prim 构成场景,Layer 保存修改,Composition 负责组合。

04 // PRIM TREE

每个东西,都在树上

/WorldTableCameraRobotLightBaseGripperPATH: /World/Robot/Gripper

Prim 路径记录对象在层级树中的位置,父子关系也表达部件归属。

05 // LAYERS

修改可以叠加,原件不动

BASE LAYER仓储场景原资产OVERRIDE移动机器人MY LAYER新增箱子与灯光COMPOSE TOP → BOTTOM

Layer 把修改记录成独立意见,组合时生效,却不直接破坏基础资产。

06 // COMPOSITION

场景不是复制,而是组合

REFERENCE引用机器人资产VARIANT切换颜色与版本OVERRIDE调整当前位置SCENEUSDCOMPOSED

Reference 复用资产,Variant 切换版本,Override 只改当前场景的意见。

07 // FILE FORMATS

同一种场景,三种封装

.USDAASCII 文本可读 · 适合调试.USDCBINARY紧凑 · 读写快.USDZPACKAGE资产打包便于分发

USDA 便于阅读调试,USDC 面向高效读写,USDZ 用于打包分发。

08 // MODULE A

导入模型,先看三块区域

资产库官方资产GSO 物体本地 USD3D 视口ROTATE · PAN · ZOOM · F属性面板Prim 层级树位置 / 旋转质量 / 碰撞SAVE LAYER

资产库负责“从哪里来”,视口负责“看见什么”,属性面板负责“它是什么”。

09 // INSPECT

选中 Prim,读懂属性

导入USD展开树BaseGripperCamera按 F聚焦对象检查属性质量 / 摩擦碰撞几何显示颜色PHYSICS ≠ VISUAL保存LAYER

位置、质量与碰撞决定仿真行为;显示颜色只改变视觉外观。

RECAP // CHAPTER 05

从文件格式到场景语言

STAGE完整场景3D 世界容器PRIM TREE对象与路径LAYER非破坏修改COMPOSE引用变体覆写

学会读 Stage、Prim、Layer 与 Composition,才真正看懂平台在修改什么。

SOURCE QUIZ // 10 MCQ

单选题 · 10题

第 1 / 10 题原讲义题库
得分 0 / 10
SOURCE PRACTICE 01

实操一 · 导入与浏览

在模块 A 中导入并浏览 USD 模型

原始任务引用机械臂 USD;展开层级树找到 Base 与 Gripper;记录路径、夹爪位置和碰撞几何;旋转、平移、缩放并按 F 聚焦;保存完整视口截图。
提交成果模块 A 主界面截图;基座和夹爪的 Prim 路径;夹爪位置坐标。
讲义评分:成功导入/引用 20%;正确展开层级树 25%;正确记录路径和位置 25%;截图清晰完整 15%;正确聚焦夹爪 15%。讲义未提供示范答案,以实际模型路径和属性为准。
SOURCE PRACTICE 02

实操二 · 组合机制

验证 Layer 的非破坏性

原始任务打开 `simple_warehouse.usd`;识别至少 3 个 Reference 资产;移动一个物体并保存为新 Layer;分别重开基础文件与 Layer,确认基础文件未改而修改仍保留。
提交成果3 个引用资产名称和路径;移动后场景截图;100 字以内说明“非破坏性”体现。
讲义评分:正确识别引用资产 30%;成功移动并保存 Layer 30%;验证原始场景未修改 20%;正确理解非破坏性编辑 20%。讲义未提供固定资产名称答案,应依据教师给定场景作答。