Ingestion de données 3D dans Unity Industry avec Pixyz

Ingestion de données 3D pour des expériences immersives avec Unity Industry et Pixyz

Remarque : La suite de produits Pixyz a été renommée en tant que Unity Asset Transformer

Obtenez votre exemplaire du livre blanc d'engineering.com commandé par Unity : Ingestion et utilisation de données CAO pour la 3D en temps réel.

Introduction : Pourquoi la 3D en temps réel ?

Un nombre croissant de fabricants se tournent vers la 3D en temps réel pour maximiser les avantages de l'industrie 4.0 et maintenir un avantage concurrentiel sur le marché. Cela devient une technologie inestimable à chaque étape du flux de travail, de la conception de produits à l'optimisation des usines, en passant par la formation, le marketing et plus encore.

Il n'est pas surprenant que les principales plateformes de développement 3D en temps réel, telles que Unity, aient leur origine dans la communauté des jeux : l'expérience immersive d'interaction avec un environnement 3D dynamique qui s'adapte à l'entrée en temps réel est tout aussi utile pour l'ingénieur que pour un joueur, avec l'avantage supplémentaire pour l'ingénieur de développer un produit réel à commercialiser.

Le déploiement d'applications 3D en temps réel peut apporter des avantages concrets aux fabricants. Cela inclut l'accélération des délais de recherche et développement, la réduction de la dépendance à des prototypes physiques coûteux, la détection et la correction des défauts de conception plus tôt dans le cycle de production, la formation de systèmes automatisés dans des environnements simulés, le déploiement de solutions de formation des travailleurs plus efficaces et l'engagement avec les clients de manière plus efficace.

Heureusement, pour de nombreux fabricants, l'intégration de la 3D en temps réel dans leurs opérations est plus facile qu'ils ne l'imaginent. Ils disposent déjà de nombreuses données nécessaires pour créer des expériences 3D immersives, captivantes et interactives - elles sont stockées dans leurs fichiers de conception assistée par ordinateur (CAO) existants. Le package logiciel Unity Industry, y compris Unity Asset Transformer pour l'optimisation des données et la plateforme Unity pour le développement d'applications 3D en temps réel, peut rassembler et synthétiser les données riches et sophistiquées dans ces fichiers CAO et les présenter de manière interactive et intuitive.

Ce livre blanc expliquera comment la 3D en temps réel peut bénéficier aux ingénieurs et aux fabricants en leur permettant de réutiliser les données CAO de manière transformative. Il détaille comment le bon logiciel peut résoudre le défi posé par l'ingestion de données, et comment les données CAO peuvent alimenter des applications 3D en temps réel pour la formation, le travail collaboratif et le marketing numérique.

Ingestion de données CAO pour 3D en temps réel

Les ingénieurs utilisent déjà les technologies CAO comme outils de visualisation. Les applications de conception telles que Catia, SolidWorks et Fusion 360 sont des produits logiciels très performants qui permettent aux fabricants de créer des conceptions tridimensionnelles détaillées, précises et complexes de composants du monde réel. Ces fichiers de conception riches en données sont principalement destinés à être utilisés par des outils de fabrication tels que les machines CNC et les imprimantes 3D pour fabriquer les produits.

Cependant, le niveau de précision trouvé dans les outils CAO peut être trop complexe pour que les applications 3D en temps réel puissent le gérer. Contrairement aux modèles plus artistiques, les modèles CAO sont souvent si détaillés, complexes et riches en données qu'ils ne peuvent pas être rendus de manière fluide sans compromettre les performances de l'environnement 3D en temps réel - pas sans optimisation, en tout cas. Les plateformes 3D en temps réel créent des expériences qui mettent généralement l'accent sur l'agilité et le temps de réponse rapide plutôt que sur la complexité et le détail.

Mais cela ne signifie pas que les fabricants doivent partir de zéro lors du développement d'applications 3D en temps réel - bien au contraire. Leurs fichiers CAO existants sont un riche répertoire de données qui peuvent être réutilisées pour créer des expériences 3D percutantes. La clé pour libérer ces données est d'ingérer et d'optimiser les données CAO pour une utilisation dans un environnement en temps réel. Ce processus transforme des modèles 3D complexes en représentations légères adaptées à tous types d'appareils et de capacités informatiques, des smartphones aux casques de réalité virtuelle (AR & VR).

Sans les bons outils, l'optimisation des données CAO pour une utilisation dans 3D en temps réel est un processus fastidieux et très complexe. Sans ces outils, les concepteurs doivent fusionner manuellement les sommets, supprimer des faces et recréer des aspects de leurs modèles pour trouver un équilibre idéal entre précision et agilité pour 3D en temps réel. Mais pour atteindre cet équilibre beaucoup plus facilement, les fabricants peuvent se tourner vers des solutions d'optimisation des données telles que Unity Asset Transformer, qui dispose d'outils spécialement conçus pour importer des modèles CAO et réduire leur complexité, leur densité et leur taille de fichier tout en maintenant la précision et la qualité pour les applications 3D en temps réel.

Unity Asset Transformer ingère des données de surface paramétrique (NURBS) à partir de fichiers CAO et les traduit en données de maillage polygonal utilisées par Unity et d'autres plateformes 3D en temps réel.

« Transformer est le meilleur de sa catégorie pour convertir les données NURBS en polygones », a déclaré Mark Schoennagel, responsable du marketing technique chez Unity, à engineering.com. « Les moteurs de jeu ont toujours traité des polygones, tandis que la CAO a toujours traité de la création de surfaces infiniment lisses pour la fabrication. Ce sont deux mondes très différents. Ce que Unity Asset Transformer fait de mieux, c'est de relier ces deux mondes.

Unity Asset Transformer prend en charge près de 40 formats de fichiers CAD, parmi lesquels les applications de conception les plus populaires telles que SolidWorks, Revit, Creo et NX. Les algorithmes d'optimisation de modèles CAD propriétaires de Pixyz peuvent générer des maillages proxy texturés, supprimer les maillages cachés qui n'apparaîtront pas dans l'expérience 3D en temps réel, et fusionner et réparer les maillages lors de la conversion. De plus, le niveau de détail—et le nombre de polygones résultant—peut être ajusté manuellement ou optimisé automatiquement.

« Je recommande fortement aux fabricants et aux ingénieurs d'incorporer Unity Asset Transformer dans leurs flux de travail. Cela leur permet de générer des données tessellées à différents niveaux de qualité pour s'adapter à différents cas d'utilisation », a déclaré Frantz Lasorne à engineering.com.

Lasorne, le co-fondateur de Visionaries 777, une entreprise spécialisée dans la création d'expériences consommateurs améliorées avec des technologies de réalité étendue, a expliqué un autre avantage. « Cette approche simplifie le partage de données tessellées avec des fournisseurs externes, éliminant le besoin de fournir des données CAD hautement sensibles et confidentielles », a-t-il déclaré.

Bien que ces modèles optimisés soient incroyablement utiles dans de nombreux scénarios, ils deviennent exponentiellement plus puissants lorsqu'ils sont intégrés dans un moteur de visualisation comme Unity. Dans Unity, ces modèles passent de représentations techniques à des visualisations de produits époustouflantes et des scènes qui peuvent être développées en applications et déployées pour une variété de cas d'utilisation.

3D en temps réel : Un changement de donne dans tous les secteurs

Les applications 3D en temps réel s'avèrent extrêmement précieuses pour les ingénieurs et les fabricants dans une variété d'industries. Les cas d'utilisation suivants démontrent comment la technologie peut être utilisée pour améliorer la formation et l'orientation, servir d'outil de collaboration pour les travailleurs à distance, et transformer le marketing grâce à des configurateurs de produits interactifs.

Formation et conseils

« Voir des informations présentées visuellement devant vous, de manière contextuellement pertinente, est un excellent moyen d'apprendre ou d'être guidé à travers une tâche particulière », a déclaré Scott Montgomerie, PDG de Scope AR, à engineering.com. Scope AR fournit une solution de création de contenu de réalité augmentée (AR) évolutive et prête pour les entreprises pour des cas d'utilisation de formation, de fabrication et de maintenance dans les industries aérospatiales et de défense, entre autres.

Pour Scope AR, Unity Asset Transformer est un outil essentiel dans le processus de création de contenu de formation et d'orientation qui peut être intégré dans un modèle 3D pour créer des procédures personnalisées. Ce contenu peut ensuite être poussé vers le cloud et téléchargé sur une variété d'appareils tels que des téléphones, des tablettes ou des casques.

« Presque tous les fabricants ont un ensemble d'instructions papier qui montre à un travailleur comment effectuer une tâche », déclare Montgomerie. « Mais l'esprit humain est faillible, même dans le court laps de temps entre la lecture des instructions et l'exécution de la tâche. Une personne peut mal interpréter les instructions ou oublier une étape. Voir ces instructions en 3D complète devant eux, pendant qu'ils effectuent leur tâche, aide à éliminer ces erreurs et améliore la capacité des travailleurs à accomplir la tâche correctement et efficacement. »

Skanska, l'une des plus grandes entreprises de construction au monde, s'est tournée vers Unity pour développer son programme de formation à la sécurité, permettant aux travailleurs d'être plus conscients des risques dynamiques et invisibles. L'objectif : réduire les accidents et créer des chantiers de construction plus sûrs.

Avec la 3D en temps réel, les travailleurs peuvent être mis « en danger » dans un environnement simulé sans réellement les mettre en danger. Ce type de formation peut être beaucoup plus efficace pour créer un changement de comportement positif que de discuter du même scénario dans une salle de réunion. Skanska a travaillé avec OutHere pour concevoir des scénarios virtuels qui donneraient aux travailleurs un véritable défi, les plaçant dans des situations qui les forçaient à prendre les bonnes décisions en temps réel - et à pouvoir expérimenter les conséquences de ces décisions, qu'elles soient bonnes ou mauvaises. Ce type de formation virtuelle a pu toucher les émotions des travailleurs - leur donnant un sens réaliste d'un accident sur le point de se produire, sans réellement les mettre en danger.

Comment la 3D en temps réel débloque la collaboration

L'une des utilisations les plus intrigantes de la technologie 3D en temps réel est le développement d'expériences de réalité étendue (XR). Les ingénieurs et les concepteurs ont commencé à adopter ce cas d'utilisation pour des revues de conception virtuelles et la collaboration par des équipes distantes.

Les plateformes 3D en temps réel telles qu'Unity permettent à un travailleur dans une ville d'entrer dans un composant fabriqué de l'autre côté du pays, en même temps qu'un collègue sur un autre continent. Ils pourraient se rencontrer dans un espace virtuel commun pour se promener autour d'un modèle 3D d'une turbine et le dépanner ensemble.

Unity a constaté comment sa plateforme a conduit à la démocratisation de l'accès aux données, permettant à un plus grand nombre de personnes de consulter des informations qui seraient généralement limitées à certains utilisateurs avancés. Et avec une utilisation accrue viennent plus d'opportunités de collaborer dans un espace virtuel partagé en temps réel.

« Pour le moment, pour accéder aux données CAO, vous devez vous rendre chez quelqu'un ayant un PC CAO raisonnablement bon », a déclaré Matthew Sutton, responsable de l'ingénierie des solutions chez Unity, à engineering.com. « Unity permet aux utilisateurs de l'entreprise d'accéder aux données CAO et de voir ces données dans leur contexte. »

Permettre au personnel de l'ensemble de l'opération de travailler ensemble pour analyser les données est l'une des raisons pour lesquelles l'Autorité aéroportuaire de Vancouver s'est associée à Unity pour créer le premier jumeau numérique 3D en temps réel d'un aéroport en Amérique du Nord.

L'aéroport international de Vancouver (YVR) utilise ce jumeau numérique pour intégrer des données en temps réel et historiques afin d'afficher des informations importantes en temps réel, à la fois dans des environnements 2D et 3D. Grâce à un outil de sensibilisation à la situation qui s'intègre au jumeau numérique, le personnel a une meilleure compréhension des opérations complexes de l'aéroport. Cet outil suit tout, des anomalies de données aux situations de sécurité potentielles, en passant par le mouvement des passagers, la météo et les émissions de carbone.

En conséquence, le personnel est en mesure d'utiliser une prise de décision basée sur les données et de collaborer plus efficacement à travers les fonctions de travail et l'empreinte large de l'aéroport : de la sécurité au commerce de détail, en passant par le transport et le service client. Le personnel de l'aéroport est en mesure de répondre à des situations dynamiques avec une sensibilisation à la situation améliorée qui change en temps réel.

Configureurs de produits en temps réel pour un marketing immersif

Le 3D en temps réel ouvre de nouvelles options pour la façon dont les fabricants interagissent avec leurs clients, permettant aux entreprises de commercialiser leurs produits de manière innovante et offrant aux consommateurs plus de choix dans la personnalisation de leurs achats.

« Vous prenez ces données complexes axées sur l'ingénierie et du monde réel et les visualisez afin de commercialiser le produit », déclare Schoennagel. « C'est là qu'intervient Unity. Nous ne nous soucions pas des propriétés physiques de votre bâtiment ; nous sommes intéressés à rendre les polygones réalistes afin que vous puissiez promouvoir le bâtiment dans plusieurs environnements différents.

Par exemple, Unity a travaillé avec AGCO, un fabricant de machines agricoles, pour développer leur conseiller produit 3D primé, un configurateur de produit qui permet aux agriculteurs de s'auto-guider dans leur expérience d'achat. À travers une expérience interactive étape par étape, un agriculteur est guidé dans un processus de prise de décision pour identifier ses besoins : quel type d'agriculture il pratique, quel type de terrain et quelle est la taille de la propriété, et d'autres facteurs pertinents. Le conseiller produit recommande ensuite un produit et permet à l'agriculteur de construire une machine virtuelle 3D prête à être commandée. L'agriculteur peut placer la machine dans son environnement agricole virtuel et même créer un jumeau numérique qui peut suivre les données de performance de la machine et offrir un support après-vente.

« Un tracteur peut être composé de 800 fichiers STEP individuels, qui contiennent chacun des milliers de composants », déclare Schoennagel. « Nous avons converti tous les fichiers avec Unity Asset Transformer. À partir des données CAD lourdes et complexes, nous avons réussi à supprimer intelligemment beaucoup de données que les ingénieurs laissent, comme les lignes de construction et les différents plans. »

Les données restantes ont été optimisées pour une utilisation dans une application de type configurateur qui a automatisé 70 à 80 % de ces données pour une utilisation par le client, Unity affinant les données restantes pour l'utilisation par le client.

Brose Group, un fournisseur mondial de solutions de mobilité intelligente, utilise également Unity pour rationaliser ses efforts de création de contenu et de marketing.

Brose a travaillé avec Visoric, une entreprise spécialisée dans la 3D en temps réel, pour déplacer son catalogue complet - avec plus de 260 produits différents - dans un environnement 3D en temps réel. Cela incluait des fichiers CAD provenant de Catia qui ont été convertis par Unity Asset Transformer, en combinaison avec d'autres logiciels, en actifs 3D configurables en temps réel.

Avec toute sa bibliothèque de produits sur la plateforme Unity, Brose est capable de déployer rapidement ces actifs à des fins de marketing et de vente. Le showroom virtuel de Brose permet aux clients d'explorer les produits, tels que les composants de véhicule, en détail - ou de les voir dans le contexte du véhicule dans son ensemble.

« Il ne faudra pas longtemps avant que toutes les marques de premier plan présentent numériquement leurs portefeuilles de produits complets, permettant aux utilisateurs de les expérimenter en 3D en temps réel sur une page web simple », prédit Lasorne de Visionaries 777.

Conclusion : Premiers pas avec la 3D en temps réel

Pour les ingénieurs et les fabricants cherchant des moyens transformateurs de visualiser les données de leur entreprise et d'interagir avec les clients comme jamais auparavant, la 3D en temps réel n'a jamais été une technologie aussi attrayante. En utilisant des outils facilement disponibles, ces entreprises peuvent utiliser leurs bibliothèques existantes de modèles CAD pour développer rapidement des applications 3D en temps réel et commencer à explorer les avantages pour la conception de produits et la collaboration, la formation et l'orientation, le marketing et plus encore.

Sutton recommande aux ingénieurs curieux de télécharger Unity et Unity Asset Transformer et de commencer avec un produit CAO existant qu'ils connaissent déjà. « Chargez un morceau de données CAO, positionnez-le dans la scène et faites simplement le tour. » C'est super facile. Les nouveaux utilisateurs qui pourraient se sentir un peu intimidés peuvent profiter du contenu d'apprentissage extensif que Unity met à disposition.

Les ingénieurs feraient bien de prendre ces premières étapes plutôt que plus tard, car le 3D en temps réel gagne rapidement en popularité et devient un facteur de différenciation concurrentiel. Prenez, par exemple, la récente sortie de l'Apple Vision Pro, un ordinateur spatial qui promet de mélanger sans effort le contenu numérique avec l'espace physique de l'utilisateur. Unity vient d'annoncer son support pour visionOS, qui comprend des modèles, des exemples et d'autres ressources pour les développeurs. Gardez à l'esprit que c'est juste un des nombreux appareils—actuels et futurs—destinés au 3D en temps réel.

Les ingénieurs sont des visualisateurs 3D naturels, mais le 3D en temps réel peut à la fois améliorer leurs modèles mentaux et les aider à mieux communiquer avec leurs collègues, clients et le public.