SiBORG實驗室使用OpenUSD和NVIDIA Omniverse改進可達性設(shè)計

SiBORG 實驗室負責人 Mathew Schwartz 將研究與設(shè)計相結(jié)合，幫助團隊優(yōu)化建筑物的可達性設(shè)計。

可達性是所有設(shè)計師在構(gòu)建空間或產(chǎn)品之前必須考慮的關(guān)鍵因素，但傳統(tǒng)的評估過程繁瑣而耗時。

新澤西理工學院（New Jersey Institute of Technology）建筑與設(shè)計助理教授 Mathew Schwartz 正在使用 NVIDIA Omniverse 平臺和通用場景描述框架（又稱 OpenUSD）幫助建筑師、室內(nèi)設(shè)計師和工業(yè)設(shè)計師應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。

Schwartz 的研究和設(shè)計實驗室 SiBORG（SiBORG 代表 Simulation、Biomechanics、Robotics 和 Graphics——即模擬、生物力學、機器人和圖形學）專注于理解并改進設(shè)計工作流，尤其是與可達性、人因和自動化相關(guān)的設(shè)計工作流。Schwartz 與團隊共同為研究項目開發(fā)算法，并將其變?yōu)榭捎玫漠a(chǎn)品。

該團隊使用 Omniverse（一個可以實現(xiàn)多應(yīng)用工作流和實時協(xié)作的開發(fā)平臺）開發(fā)了基于 OpenUSD 的開源代碼，該代碼可以為建筑設(shè)計自動生成復雜的可達性圖。這套代碼基于 Schwartz 的研究論文《Human centric accessibility graph for environment analysis》而開發(fā)。

可達性圖能夠提供與人體運動相關(guān)的反饋信息，例如走過某一路徑預(yù)計消耗的能量、走完該路徑所需的步數(shù)、沿途斜坡的角度等。

通過 Omniverse，團隊可以使用 Schwartz 的代碼來可視化可達性圖及其創(chuàng)建的路徑。這既可以幫助設(shè)計師更好地評估建筑規(guī)范和居住者的安全，同時還能提供有關(guān)可達性的重要洞察。

OpenUSD 的作用

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計過程中，對可達性和環(huán)境條件的反饋僅限于建筑規(guī)范分析。Schwartz 的工作通過將 Omniverse 和 OpenUSD 無縫集成到設(shè)計過程中，幫助設(shè)計師克服這一困難。

以前，為了完成模擬和建模項目中的不同工作，Schwartz 不得不在多個應(yīng)用之間切換。無論是支持人物模擬的 Unity，還是提供 3D 建模功能的 McNeel Rhino3D，不同工具之間的工作流常常無法銜接。

現(xiàn)在借助 OpenUSD，他可以將自己的研究、Python 代碼、3D 環(huán)境和渲染以及最喜歡的工具整合到 Omniverse 中。

Schwartz 表示：“我喜歡用 Omniverse 是因為它能讓我將 Python 應(yīng)用編程接口 （API）與強大的物理、渲染和動畫軟件相結(jié)合，我的團隊在 Omniverse 中使用這些靈活的 Python API 開發(fā)了幾乎整個用戶界面。”

Schwartz 的團隊使用 Omniverse 將現(xiàn)有的開源 Python 代碼可視化，并與之進行交互。該方法不需要開展任何外部工作，比如創(chuàng)建與第三方應(yīng)用的無縫鏈接等。任何兼容 OpenUSD 的程序都可以與該實驗室的多功能數(shù)據(jù)分析工具進行交互。

Schwartz 表示：“我們通過 OpenUSD 和 Omniverse，輕松地將數(shù)據(jù)分析和可視化與設(shè)計流程相結(jié)合，從而擴大了我們的研究范圍?！?/p>

運行逼真的渲染和模擬

Schwartz 還在 Omniverse 中模擬人群的移動和交互。

他通過兩顆 NVIDIA RTX A4500 GPU 加速大型人群模擬和動畫，實現(xiàn)了實時可視化。這些經(jīng)過加速的模擬可以幫助設(shè)計師獲得寶貴洞察，了解行動不便者如何在空間中移動與交互。

Schwartz 表示：“我們不僅能顯示在哪里放置標識牌最為醒目，還可以通過模擬來將早期設(shè)計中的路徑進行可視化，以此提供可達性方面的反饋，防止出現(xiàn)建筑規(guī)范方面的問題，并讓用戶能夠打造出優(yōu)越的設(shè)計?！?/p>

Schwartz 還得到了開發(fā)者和研究者所提供的積極反饋和幫助。Schwartz 表示，這種互幫互助的環(huán)境不僅對他的工作有所幫助，還助力了該平臺的發(fā)展。

審核編輯：劉清