SiBORG实验室使用OpenUSD和NVIDIA Omniverse改进可达性设计

SiBORG 实验室负责人 Mathew Schwartz 将研究与设计相结合，帮助团队优化建筑物的可达性设计。

可达性是所有设计师在构建空间或产品之前必须考虑的关键因素，但传统的评估过程繁琐而耗时。

新泽西理工学院（New Jersey Institute of Technology）建筑与设计助理教授 Mathew Schwartz 正在使用 NVIDIA Omniverse 平台和通用场景描述框架（又称 OpenUSD）帮助建筑师、室内设计师和工业设计师应对这一挑战。

Schwartz 的研究和设计实验室 SiBORG（SiBORG 代表 Simulation、Biomechanics、Robotics 和 Graphics——即模拟、生物力学、机器人和图形学）专注于理解并改进设计工作流，尤其是与可达性、人因和自动化相关的设计工作流。Schwartz 与团队共同为研究项目开发算法，并将其变为可用的产品。

该团队使用 Omniverse（一个可以实现多应用工作流和实时协作的开发平台）开发了基于 OpenUSD 的开源代码，该代码可以为建筑设计自动生成复杂的可达性图。这套代码基于 Schwartz 的研究论文《Human centric accessibility graph for environment analysis》而开发。

可达性图能够提供与人体运动相关的反馈信息，例如走过某一路径预计消耗的能量、走完该路径所需的步数、沿途斜坡的角度等。

通过 Omniverse，团队可以使用 Schwartz 的代码来可视化可达性图及其创建的路径。这既可以帮助设计师更好地评估建筑规范和居住者的安全，同时还能提供有关可达性的重要洞察。

OpenUSD 的作用

在传统的建筑设计过程中，对可达性和环境条件的反馈仅限于建筑规范分析。Schwartz 的工作通过将 Omniverse 和 OpenUSD 无缝集成到设计过程中，帮助设计师克服这一困难。

以前，为了完成模拟和建模项目中的不同工作，Schwartz 不得不在多个应用之间切换。无论是支持人物模拟的 Unity，还是提供 3D 建模功能的 McNeel Rhino3D，不同工具之间的工作流常常无法衔接。

现在借助 OpenUSD，他可以将自己的研究、Python 代码、3D 环境和渲染以及最喜欢的工具整合到 Omniverse 中。

Schwartz 表示：“我喜欢用 Omniverse 是因为它能让我将 Python 应用编程接口 （API）与强大的物理、渲染和动画软件相结合，我的团队在 Omniverse 中使用这些灵活的 Python API 开发了几乎整个用户界面。”

Schwartz 的团队使用 Omniverse 将现有的开源 Python 代码可视化，并与之进行交互。该方法不需要开展任何外部工作，比如创建与第三方应用的无缝链接等。任何兼容 OpenUSD 的程序都可以与该实验室的多功能数据分析工具进行交互。

Schwartz 表示：“我们通过 OpenUSD 和 Omniverse，轻松地将数据分析和可视化与设计流程相结合，从而扩大了我们的研究范围。”

运行逼真的渲染和模拟

Schwartz 还在 Omniverse 中模拟人群的移动和交互。

他通过两颗 NVIDIA RTX A4500 GPU 加速大型人群模拟和动画，实现了实时可视化。这些经过加速的模拟可以帮助设计师获得宝贵洞察，了解行动不便者如何在空间中移动与交互。

Schwartz 表示：“我们不仅能显示在哪里放置标识牌最为醒目，还可以通过模拟来将早期设计中的路径进行可视化，以此提供可达性方面的反馈，防止出现建筑规范方面的问题，并让用户能够打造出优越的设计。”

Schwartz 还得到了开发者和研究者所提供的积极反馈和帮助。Schwartz 表示，这种互帮互助的环境不仅对他的工作有所帮助，还助力了该平台的发展。

审核编辑：刘清