Импорт 3D данных в Unity Industry с помощью Asset Transformer (ранее известного как Pixyz)

Загрузка 3D-данных для иммерсивных впечатлений с Unity Industry и Asset Transformer

Примечание. Продуктовый пакет Pixyz был переименован в Unity Asset Transformer

Получите свою копию белой книги engineering.com, заказанной Unity: Загрузка и использование CAD-данных для реального времени 3D.

Введение: Почему реальное время 3D?

Все большее количество производителей обращаются к реальному времени 3D, чтобы максимизировать преимущества Индустрии 4.0 и сохранить конкурентное преимущество на рынке. Это становится незаменимой технологией на каждом этапе рабочего процесса, от проектирования продукта до оптимизации производственного процесса, обучения, маркетинга и многого другого.

Неудивительно, что ведущие платформы разработки реального времени 3D, такие как Unity, имеют свои корни в игровом сообществе: иммерсивный опыт взаимодействия с динамической 3D-средой, которая адаптируется к вводу в реальном времени, так же полезен для инженера, как и для игрока — с дополнительным преимуществом для инженера в разработке реального продукта для выхода на рынок.

Развертывание приложений реального времени 3D может принести реальные преимущества для производителей. К ним относятся ускорение сроков исследований и разработок, снижение зависимости от дорогостоящих физических прототипов, выявление и исправление недостатков дизайна на более ранних этапах производственного цикла, обучение автоматизированных систем в смоделированных средах, развертывание более эффективных решений для обучения работников и более эффективное взаимодействие с клиентами.

К счастью, для многих производителей интеграция реального времени 3D в их операции проще, чем они могут ожидать. У них уже есть большая часть данных, необходимых для создания иммерсивных, увлекательных и интерактивных впечатлений реального времени 3D — они хранятся в их существующих файлах компьютерного проектирования (CAD). Программный пакет Unity Industry, включая Unity Asset Transformer для оптимизации данных и платформу Unity для разработки приложений реального времени 3D, может объединить и синтезировать богатые и сложные данные из этих файлов CAD и представить их в интерактивной, интуитивно понятной форме.

Эта белая книга объяснит, как реальное время 3D может принести пользу инженерам и производителям, позволяя им переосмысливать CAD-данные новыми трансформирующими способами. В нем подробно описывается, как правильное программное обеспечение может решить проблему, связанную с загрузкой данных, и как данные CAD могут обеспечить работу приложений реального времени 3D для обучения, совместной работы и цифрового маркетинга.

Загрузка данных CAD для реального времени 3D

Инженеры уже используют технологии CAD в качестве инструментов визуализации. Дизайнерские приложения, такие как Catia, SolidWorks и Fusion 360, являются высокоэффективными программными продуктами, которые позволяют производителям создавать детализированные, точные и сложные трехмерные дизайны реальных компонентов. Эти насыщенные данными файлы дизайна в основном предназначены для использования производственными инструментами, такими как станки с ЧПУ и 3D-принтеры, для создания продуктов.

Однако уровень точности, обнаруженный в инструментах CAD, может быть слишком сложным для обработки приложениями реального времени 3D. В отличие от более художественных моделей, модели CAD часто настолько детализированы, сложны и насыщены данными, что их нельзя плавно отображать без ущерба для производительности среды реального времени 3D — не без оптимизации, конечно. Платформы реального времени 3D создают опыты, которые обычно подчеркивают гибкость и быстрое время отклика, а не сложность и детали.

Но это не означает, что производителям нужно начинать с нуля при разработке приложений реального времени 3D — как раз наоборот. Их существующие файлы CAD являются богатым хранилищем данных, которые можно переработать для создания впечатляющих 3D-опытов. Ключ к раскрытию этих данных заключается в загрузке и оптимизации данных CAD для использования в среде реального времени. Этот процесс превращает сложные 3D-модели в легкие представления, подходящие для всех видов вычислительных устройств и возможностей, от смартфонов до гарнитур виртуальной реальности (AR и VR).

Без правильных инструментов оптимизация данных CAD для использования в реальном времени 3D является утомительным и очень сложным процессом. Без этих инструментов дизайнерам необходимо вручную объединять вершины, удалять грани и воссоздавать аспекты своих моделей, чтобы достичь идеального баланса между точностью и гибкостью для реального времени 3D. Но чтобы достичь этого баланса гораздо легче, производители могут обратиться к решениям по оптимизации данных, таким как Unity Asset Transformer, который имеет специально разработанные инструменты, которые могут импортировать модели CAD и уменьшать их сложность, плотность и размер файла, сохраняя при этом точность и качество для приложений реального времени 3D.

Unity Asset Transformer загружает параметрические поверхности (NURBS) из файлов CAD и переводит их в полигональные сетки, используемые Unity и другими платформами реального времени 3D.

«Transformer — это лучшее решение для преобразования данных NURBS в полигоны», — сказал Марк Шоннагель, менеджер по техническому маркетингу в Unity, в интервью engineering.com. «Игровые движки всегда работали с полигонами, в то время как CAD всегда занимался созданием бесконечно гладких поверхностей для производства. Это два очень разных мира. Тем, в чем Unity Asset Transformer удивителен, является соединение этих двух миров.

Unity Asset Transformer поддерживает почти 40 CAD файловых форматов, среди которых самые популярные приложения для проектирования, такие как SolidWorks, Revit, Creo и NX. Запатентованные алгоритмы оптимизации CAD моделей могут генерировать текстурированные прокси-сетки, удалять скрытые сетки, которые не появятся в реальном времени 3D-опыте, и объединять и исправлять сетки во время конвертации. Кроме того, уровень детализации — и, как следствие, количество полигонов — может быть вручную настроен или автоматически оптимизирован.

«Я настоятельно рекомендую производителям и инженерам включить Unity Asset Transformer в свои рабочие процессы. Это позволяет им генерировать тесселированные данные на различных уровнях качества, чтобы соответствовать различным случаям использования», — сказал Франц Ласорн engineering.com.

Ласорн, соучредитель Visionaries 777, компании, специализирующейся на создании улучшенного потребительского опыта с помощью технологий расширенной реальности, объяснил еще одно преимущество. «Этот подход упрощает обмен тесселированными данными с внешними поставщиками, устраняя необходимость предоставлять высокочувствительные и конфиденциальные CAD данные», — сказал он.

Хотя эти оптимизированные модели невероятно полезны во многих сценариях, они становятся экспоненциально более мощными, когда их помещают в визуализирующий движок, такой как Unity. В Unity эти модели превращаются из технических представлений в потрясающие визуализации продуктов и сцены, которые могут быть разработаны как приложения и развернуты для различных случаев использования.

3D в реальном времени: Революция в различных отраслях

Приложения 3D в реальном времени оказываются невероятно ценными для инженеров и производителей в различных отраслях. Следующие случаи использования демонстрируют, как технология может быть использована для улучшения обучения и руководства, служить инструментом для удаленных работников и трансформировать маркетинг через интерактивные конфигураторы продуктов.

Обучение и сопровождение

«Видеть информацию, представленную визуально перед вами, в контекстно релевантном формате, — это отличный способ учиться или быть направленным в выполнении конкретной задачи», — сказал Скотт Монтгомери, генеральный директор Scope AR, engineering.com. Scope AR предоставляет масштабируемое, готовое к корпоративному использованию решение для создания контента дополненной реальности (AR) для обучения, производства и обслуживания в различных отраслях, включая аэрокосмическую и оборонную.

Для Scope AR Unity Asset Transformer является важным инструментом в процессе создания контента для обучения и руководства, который может быть интегрирован в 3D модель для создания индивидуализированных процедур. Этот контент затем может быть отправлен в облако и загружен на различные устройства, такие как телефоны, планшеты или гарнитуры.

«Практически у каждого производителя есть набор бумажных инструкций, который показывает работнику, как выполнить задачу», - говорит Монтгомери. «Но человеческий разум подвержен ошибкам, даже в короткий промежуток времени между чтением инструкций и выполнением задачи. Человек может неправильно интерпретировать инструкции или забыть шаг. Видя эти инструкции в полном 3D перед собой, пока они выполняют свою задачу, помогает устранить эти ошибки и улучшить способность работников выполнять задачу правильно и эффективно.»

Skanska, одна из крупнейших строительных компаний в мире, обратилась к Unity для разработки своей программы обучения по безопасности, позволяя работникам быть более осведомленными о динамических и невидимых рисках. Цель: сократить количество несчастных случаев и создать более безопасные строительные площадки.

С помощью 3D в реальном времени работники могут быть «под угрозой» в смоделированной среде, не подвергая их реальной опасности. Такое обучение может быть гораздо более эффективным для создания положительных изменений в поведении, чем обсуждение той же ситуации в конференц-зале. Skanska работала с OutHere, чтобы разработать виртуальные сценарии, которые предоставили бы работникам настоящую задачу, ставя их в ситуации, которые заставляли их принимать правильные решения в реальном времени — и иметь возможность испытать последствия этих решений, правильных или неправильных. Такое виртуальное обучение смогло затронуть эмоции работников — давая им реалистичное ощущение того, что несчастный случай вот-вот произойдет, не ставя их на самом деле под угрозу.

Как 3D в реальном времени открывает возможности для сотрудничества

Одним из самых интригующих применений технологии 3D в реальном времени является разработка расширенных реальностей (XR). Инженеры и дизайнеры начали использовать этот случай для виртуальных обзоров дизайна и сотрудничества удаленных команд.

Платформы реального времени 3D, такие как Unity, позволяют работнику в одном городе попасть внутрь компонента, изготовленного на другой стороне страны, одновременно с коллегой на другом континенте. Они могут встретиться в общем виртуальном пространстве, чтобы обойти 3D-модель турбины и совместно устранить неполадки.

Unity увидела, как ее платформа привела к демократизации доступа к данным, позволяя большему количеству людей просматривать информацию, которая обычно была бы доступна только некоторым опытным пользователям. И с увеличением использования появляются новые возможности для сотрудничества в общем виртуальном пространстве в реальном времени.

«На данный момент, чтобы получить доступ к данным CAD, вам нужно обратиться к кому-то с достаточно хорошим CAD ПК», - сказал Мэттью Саттон, менеджер по инженерным решениям в Unity, в интервью engineering.com. «Unity позволяет пользователям по всему бизнесу получать доступ к данным CAD и видеть эти данные в контексте».

Возможность сотрудникам из разных подразделений работать вместе для анализа данных - одна из причин, по которой Власть аэропорта Ванкувера объединилась с Unity для создания первого в Северной Америке реального 3D цифрового двойника аэропорта.

Международный аэропорт Ванкувера (YVR) использует этот цифровой двойник для получения актуальных и исторических данных, чтобы отображать важную информацию в реальном времени как в 2D, так и в 3D средах. С помощью инструмента ситуационной осведомленности, который интегрируется с цифровым двойником, сотрудники лучше понимают сложные операции аэропорта. Этот инструмент отслеживает все, от аномалий данных до потенциальных ситуаций безопасности, движения пассажиров, погоды и выбросов углерода.

В результате сотрудники могут использовать принятие решений на основе данных и более эффективно сотрудничать между различными функциями работы и большим пространством аэропорта: от безопасности до розничной торговли, транспорта и обслуживания клиентов. Сотрудники аэропорта могут реагировать на динамические ситуации с улучшенной ситуационной осведомленностью, которая меняется в реальном времени.

Конфигураторы продуктов в реальном времени для погружающего маркетинга

Реальное время 3D открывает новые возможности для того, как производители взаимодействуют с клиентами, позволяя компаниям продвигать свои продукты инновационными способами и предоставляя потребителям больше выбора в настройке своих покупок.

«Вы берете эти сложные данные, ориентированные на инженерию, из реального мира и визуализируете их, чтобы продвигать продукт», - говорит Шоннагель. «Вот где вступает в дело Unity. «Нас не беспокоят физические свойства вашего здания; нас интересует, как сделать полигоны реалистичными, чтобы вы могли продвигать здание в различных средах.»

В качестве примера, Unity работала с AGCO, производителем сельскохозяйственной техники, чтобы разработать их награжденный 3D Product Advisor, конфигуратор продукта, который позволяет фермерам самостоятельно управлять своим процессом покупки. Через пошаговый интерактивный опыт фермеру предлагается пройти процесс принятия решений, чтобы определить свои потребности: на каком типе сельского хозяйства они сосредоточены, какой тип земли и насколько велика собственность, и другие соответствующие факторы. Затем Product Advisor рекомендует продукт и позволяет фермеру создать 3D виртуальную машину, готовую к заказу. Фермер может разместить машину в своей виртуальной сельскохозяйственной среде и даже создать цифровой двойник, который может отслеживать данные о производительности машины и предлагать поддержку после продажи.

«Трактор может состоять из 800 отдельных STEP файлов, каждый из которых содержит тысячи компонентов», — говорит Шённагель. «Мы конвертировали все файлы с помощью Unity Asset Transformer. Из сложных тяжелых CAD данных нам удалось умно удалить много данных, которые инженеры оставляют там, таких как строительные линии и различные плоскости.»

Оставшиеся данные были оптимизированы для использования в приложении, подобном конфигуратору, которое автоматизировало 70-80 процентов этих данных для использования клиентом, при этом Unity уточняла оставшиеся данные для использования клиентом.

Группа Brose, глобальный поставщик интеллектуальных решений мобильности, также использует Unity для оптимизации своего процесса создания контента и маркетинга.

Brose работала с Visoric, компанией-специалистом по реальному времени 3D, чтобы перенести свой обширный каталог — с более чем 260 различными продуктами — в среду реального времени 3D. Это включало CAD файлы, происходящие из Catia, которые были конвертированы с помощью Unity Asset Transformer в сочетании с другим программным обеспечением в настраиваемые активы реального времени 3D.

С всей своей библиотекой продуктов на платформе Unity, Brose может быстро развертывать эти активы для маркетинга и продаж. Виртуальное шоурум Brose позволяет клиентам подробно изучать продукты, такие как компоненты автомобилей, или видеть их в контексте всего автомобиля.

«Не пройдет много времени, как все известные бренды будут цифровым образом демонстрировать свои полные портфели продуктов, позволяя пользователям испытывать их в реальном времени 3D на простой веб-странице», — предсказывает Ласорн из Visionaries 777.

Заключение: Начало работы с реальным временем 3D

Для инженеров и производителей, ищущих трансформационные способы визуализации данных своей компании и взаимодействия с клиентами, как никогда ранее, технология реального времени 3D никогда не была более привлекательной. Используя легко доступные инструменты, эти компании могут использовать свои существующие библиотеки CAD-моделей для быстрого разработки приложений реального времени 3D и начать исследовать преимущества для проектирования продуктов и сотрудничества, обучения и руководства, маркетинга и многого другого.

Саттон рекомендует любопытным инженерам скачать Unity и Unity Asset Transformer и начать с существующего CAD-продукта, с которым они уже знакомы. «Загрузите кусок CAD-данных, разместите его в сцене и просто прогуляйтесь вокруг него. Это очень просто.» Новые пользователи, которые могут чувствовать себя немного запуганными, могут воспользоваться обширным учебным контентом, который предоставляет Unity.

Инженерам будет разумно сделать эти первые шаги скорее sooner, чем позже, так как реальное время 3D быстро набирает популярность и становится конкурентным отличием. Возьмите, к примеру, недавний выпуск Apple Vision Pro, пространственного компьютера, который обещает безшовно сочетать цифровой контент с физическим пространством пользователя. Unity только что объявила о своем поддержке visionOS, которая включает шаблоны, образцы и другие ресурсы для разработчиков. Имейте в виду, что это всего лишь одно из множества устройств — текущих и будущих — созданных для реального времени 3D.

Инженеры — естественные визуализаторы 3D, но реальное время 3D может как улучшить их ментальные модели, так и помочь им лучше общаться с коллегами, клиентами и общественностью.