将3D数据导入Unity Industry与Pixyz

使用Unity行业和Pixyz摄取3D数据以实现沉浸式体验

注意：Pixyz产品套件已更名为Unity资产转换器

获取您在Unity委托的engineering.com白皮书的副本：摄取和使用CAD数据以实现实时3D。

介绍：为什么选择实时3D？

越来越多的制造商正在转向实时3D，以最大化工业4.0的优势，并在市场中保持竞争优势。它在工作流程的每个阶段都变得不可或缺，从产品设计到工厂优化、培训、营销等。

不奇怪，领先的实时3D开发平台，如Unity，起源于游戏社区：与动态3D环境的互动沉浸式体验，实时适应输入，对工程师和游戏玩家同样有用——对工程师来说，额外的好处是开发出可推向市场的真实产品。

部署实时3D应用可以为制造商带来现实世界的好处。这些好处包括加速研发时间表，减少对昂贵物理原型的依赖，更早地发现和纠正设计缺陷，在模拟环境中培训自动化系统，部署更有效的员工培训解决方案，以及更有效地与客户互动。

幸运的是，对于许多制造商来说，将实时3D集成到他们的操作中比他们预期的要容易。他们已经拥有创建沉浸式、引人入胜和互动的实时3D体验所需的大部分数据——这些数据存储在他们现有的计算机辅助设计（CAD）文件中。Unity行业软件包，包括用于数据优化的Unity资产转换器和用于开发实时3D应用的Unity平台，可以整合和合成这些CAD文件中的丰富和复杂数据，并以互动、直观的方式呈现。

本白皮书将解释实时3D如何通过使工程师和制造商能够以变革性的方式重新利用CAD数据来获益。它详细说明了正确的软件如何解决数据摄取所带来的挑战，以及CAD数据如何为培训、协作工作和数字营销提供实时3D应用的动力。

摄取CAD数据以实现实时3D

工程师们已经将CAD技术作为可视化工具使用。Catia、SolidWorks和Fusion 360等设计应用程序是高度功能强大的软件产品，使制造商能够创建现实世界组件的详细、精确和复杂的三维设计。这些数据丰富的设计文件主要用于制造工具，如CNC机器和3D打印机，以制造产品。

然而，CAD工具中所发现的精度水平可能对实时3D应用来说过于复杂。与更具艺术性的模型相比，CAD模型通常如此详细、复杂和数据丰富，以至于在不优化的情况下无法平滑渲染，而这会削弱实时3D环境的性能。实时3D平台创造的体验通常强调灵活性和快速响应时间，而不是复杂性和细节。

但这并不意味着制造商在开发实时3D应用时必须从头开始——恰恰相反。他们现有的CAD文件是一个丰富的数据库，可以重新利用以创建有影响力的3D体验。释放这些数据的关键是摄取和优化CAD数据，以便在实时环境中使用。这个过程将复杂的3D模型转化为适合各种计算设备和能力的轻量级表示，从智能手机到虚拟现实（AR和VR）头戴设备。

没有合适的工具，优化CAD数据以用于实时3D是一个繁琐且高度复杂的过程。没有这些工具，设计师必须手动合并顶点、删除面并重建模型的某些方面，以在实时3D中实现准确性和灵活性之间的理想平衡。但为了更轻松地实现这种平衡，制造商可以转向数据优化解决方案，如Unity Asset Transformer，它具有专门构建的工具，可以导入CAD模型并减少其复杂性、密度和文件大小，同时保持实时3D应用的准确性和质量。

Unity Asset Transformer从CAD文件中摄取参数化表面（NURBS）数据，并将其转换为Unity和其他实时3D平台使用的多边形网格数据。

“Transformer是将NURBS数据转换为多边形的最佳选择，”Unity的技术营销经理Mark Schoennagel告诉engineering.com。“游戏引擎一直处理多边形，而CAD一直处理为制造创建无限光滑表面。这两个世界截然不同。Unity Asset Transformer 在连接这两个世界方面表现出色。

Unity Asset Transformer 支持近 40 CAD 文件格式，其中包括 SolidWorks、Revit、Creo 和 NX 等最流行的设计应用程序。Pixyz 的专有 CAD 模型优化算法可以生成纹理代理网格，移除在实时 3D 体验中不会出现的隐藏网格，并在转换过程中合并和修复网格。此外，细节级别和结果多边形计数可以手动调整或自动优化。

“我强烈建议制造商和工程师将 Unity Asset Transformer 纳入他们的工作流程。它使他们能够生成不同质量水平的细分数据，以适应不同的使用案例，”Frantz Lasorne 告诉 engineering.com。

Lasorne 是 Visionaries 777 的联合创始人，该公司专注于利用扩展现实技术创造增强的消费者体验，他解释了另一个好处。“这种方法简化了与外部供应商共享细分数据的过程，消除了提供高度敏感和机密 CAD 数据的需要，”他说。

虽然这些优化模型在许多场景中非常有用，但当它们被引入像 Unity 这样的可视化引擎时，其功能将成倍增强。在 Unity 中，这些模型从技术表示转变为令人惊叹的产品可视化和场景，这些场景可以开发为应用程序并部署用于各种使用案例。

实时 3D：跨行业的游戏规则改变者。

实时 3D 应用程序在各个行业的工程师和制造商中证明了其巨大的价值。以下使用案例展示了该技术如何用于增强培训和指导，作为远程工作者的协作工具，并通过交互式产品配置器转变营销。

培训和指导

“以上下文相关的方式在你面前以视觉形式呈现信息，是学习或指导特定任务的好方法，”Scope AR 的首席执行官 Scott Montgomerie 告诉 engineering.com。Scope AR 提供了一种可扩展的、企业级的增强现实 (AR) 内容创建解决方案，适用于航空航天和国防等行业的培训、制造和维护使用案例。

对于 Scope AR 来说，Unity Asset Transformer 是构建 培训和指导内容 的过程中不可或缺的工具，这些内容可以被引入 3D 模型中以创建定制的程序。然后可以将这些内容推送到云端，并下载到手机、平板电脑或耳机等各种设备上。

“几乎每个制造商都有一套纸质说明，告诉工人如何完成任务，”Montgomerie说。“但人类的思维是易错的，即使是在阅读说明和执行任务之间的短时间内。一个人可能会误解说明或忘记一个步骤。在他们执行任务时，看到这些说明以完整的3D形式呈现在他们面前，有助于消除这些错误，并提高工人正确和高效完成任务的能力。”

Skanska，全球最大的建筑公司之一，转向Unity开发其安全培训项目，使工人更加意识到动态和看不见的风险。目标：减少事故，创造更安全的建筑工地。

通过实时3D，工人可以在模拟环境中“处于风险”之中，而不是真正将他们置于危险之中。这种培训在创造积极的行为变化方面比在会议室中讨论同一场景要有效得多。Skanska与OutHere合作设计虚拟场景，给工人带来真正的挑战，让他们处于迫使他们实时做出正确决策的情境中，并能够体验这些决策的后果，无论是对还是错。这种虚拟培训能够触动工人的情感——让他们真实地感受到即将发生的事故，而不是真正将他们置于危险之中。

实时3D如何解锁协作

实时3D技术最引人注目的用途之一是在开发扩展现实（XR）体验中。工程师和设计师已经开始采用这种用例进行虚拟设计评审和远程团队的协作。

实时3D平台如Unity使得一个城市的工人能够与位于国家另一端的组件进行互动，同时与另一大洲的同事一起工作。他们可以在一个共同的虚拟空间内相遇，围绕涡轮机的3D模型走动并共同排除故障。

Unity已经看到其平台如何促进数据访问的民主化——使更多人能够查看通常仅限于某些高级用户的信息。随着使用的增加，合作的机会也随之增加，在共享的实时虚拟空间中。

“目前，要获取CAD数据，您必须去找一台相当不错的CAD PC，”Unity的解决方案工程经理Matthew Sutton告诉engineering.com。“Unity使得企业中的用户能够访问CAD数据，并在上下文中查看这些数据。”

使来自整个运营的员工能够共同分析数据是温哥华机场管理局与Unity合作创建北美第一个实时3D数字双胞胎的原因之一。

温哥华国际机场（YVR）利用该数字双胞胎实时和历史数据，以在2D和3D环境中实时显示重要信息。通过与数字双胞胎集成的情境意识工具，员工对机场复杂运营有了更好的理解。该工具跟踪从数据异常到潜在安全情况、乘客流动、天气和碳排放的所有信息。

因此，员工能够使用数据驱动的决策，并在工作职能和机场的大范围内更有效地协作：从安全到零售再到运输和客户服务。机场员工能够以增强的情境意识应对动态情况，这种意识实时变化。

实时产品配置器用于沉浸式营销

实时3D为制造商与客户互动开辟了新选项，使公司能够以创新的方式营销其产品，并为消费者提供更多自定义购买的选择。

“您正在将复杂的工程导向的现实世界数据可视化，以便营销产品，”Schoennagel说。“这就是Unity的作用。我们不关心您建筑的物理属性；我们关注的是让多边形看起来真实，以便您可以在多种不同环境中推广建筑。”

作为一个例子，Unity与AGCO合作，一家农业机械制造商，开发了他们的获奖的3D产品顾问，这是一个产品配置器，使农民能够自我引导他们的购买体验。通过一步一步的互动体验，农民被引导通过决策过程来识别他们的需求：他们专注于什么类型的农业，土地类型和物业大小，以及其他相关因素。然后，产品顾问推荐一个产品，并使农民能够构建一个准备下单的3D虚拟机器。农民可以将机器放入他们的虚拟农业环境中，甚至创建一个数字双胞胎，可以跟踪机器性能数据并提供售后支持。

“一台拖拉机可以由800个单独的STEP文件组成，每个文件包含数千个组件，”Schoennagel说。“我们使用Unity Asset Transformer转换了所有文件。从复杂的重型CAD数据中，我们成功地智能地去除了许多工程师留下的数据，比如施工线和不同的平面。”

剩余的数据经过优化，以便在一个配置器类应用中使用，该应用自动化了70%到80%的数据供客户使用，Unity则为客户使用优化了剩余的数据。

Brose集团，一家全球智能移动解决方案供应商，也在使用Unity来简化其内容创建和营销工作。

Brose与Visoric合作，一家实时3D专业公司，将其综合目录（包含260多种不同产品）转移到实时3D环境中。这包括来自Catia的CAD文件，这些文件通过Unity Asset Transformer与其他软件结合转换为可配置的实时3D资产。

在Unity平台上拥有整个产品库的Brose能够灵活地部署这些资产用于营销和销售目的。Brose的虚拟展厅使客户能够详细探索产品，例如车辆组件，或在整个车辆的上下文中查看它们。

“不久之后，所有知名品牌都将数字展示他们的完整产品组合，让用户能够在简单的网页上实时体验它们，”Visionaries 777的Lasorne预测。

结论：开始使用实时3D

对于寻求变革性方式来可视化公司数据并与客户进行前所未有的互动的工程师和制造商来说，实时3D从未如此吸引人。通过使用易于获取的工具，这些公司可以利用现有的CAD模型库快速开发实时3D应用程序，并开始探索在产品设计与协作、培训与指导、市场营销等方面的好处。

萨顿建议好奇的工程师下载Unity和Unity Asset Transformer，并从他们已经熟悉的现有CAD产品开始。“加载一份CAD数据，将其放置在场景中，然后四处走动。”这非常简单。”对于可能感到有些畏惧的新用户，可以利用Unity提供的丰富学习内容。

工程师们最好尽早采取这些第一步，因为实时3D正在迅速获得人气，并成为竞争的差异化因素。例如，最近发布的Apple Vision Pro是一款空间计算机，承诺将数字内容与用户的物理空间无缝融合。Unity刚刚宣布其对visionOS的支持，其中包括为开发者提供的模板、示例和其他资源。请记住，这只是为实时3D而制造的无数设备之一——当前和未来的设备。

工程师是天生的3D可视化者，但实时3D可以增强他们的心理模型，并帮助他们更好地与同事、客户和公众沟通。