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USDZ 格式（AR 内容）

USDZ（Universal Scene Description Zip，通用场景描述压缩格式）是苹果与 Pixar 于 2018 年联合开发，基于 USD 格式的免解压 AR 文件封装。通过 ZIP 打包 3D 模型、动画和物理材质，支持 iOS 原生 AR Quick Look 直接预览，可嵌入 HDR 光照和空间音频，是移动端 AR 内容分发的核心格式。

格式简介​

USDZ 是 Apple 和 Pixar 联合开发的 AR 文件格式，基于 USD（Universal Scene Description）格式。USDZ 文件实际上是一个 ZIP 压缩包，包含 3D 模型、纹理、动画等所有资源，可以在 iOS 设备上直接预览，无需解压。

USDZ 文件扩展名为 .usdz，MIME 类型为 model/vnd.usdz+zip。USDZ 格式专为 AR（增强现实）应用设计，是 iOS AR Quick Look 的标准格式。

技术特点​

核心特性​

  • 免解压预览：iOS 可以直接预览，无需解压
  • 单文件格式：所有资源打包在一个文件中
  • AR 优化：专为 AR 场景优化
  • HDR 支持：支持 HDR 光照
  • 空间音频：支持空间音频
  • 物理材质：支持基于物理的渲染

基于 USD​

USDZ 基于 USD 格式：

  • USD：Pixar 的场景描述格式
  • USDZ：USD 的 ZIP 打包格式
  • 兼容性：USDZ 可以转换为 USD

支持的功能​

  • 3D 模型：几何体、网格
  • 材质：PBR 材质、纹理
  • 动画：骨骼动画、变形动画
  • 光照：HDR 环境光照
  • 音频：空间音频

文件结构​

USDZ 文件实际上是一个 ZIP 压缩包：

model.usdz (ZIP 文件)
├── model.usd              # USD 场景描述文件
├── textures/              # 纹理文件
│   ├── diffuse.jpg
│   └── normal.png
├── geometry/              # 几何体文件
│   └── mesh.obj
└── [其他资源文件]

关键组件​

  • USD 文件：场景描述和结构
  • 纹理文件：材质贴图
  • 几何体文件：3D 模型数据
  • 其他资源：动画、音频等

使用场景​

适用场景​

  • AR 应用：iOS AR Quick Look
  • 电商展示：产品 AR 预览
  • 教育应用：AR 教学内容
  • 营销活动：AR 营销内容
  • 游戏开发：AR 游戏资源

优缺点​

优点：

  • iOS 原生支持
  • 免解压预览
  • 单文件格式
  • AR 优化
  • 支持丰富功能

缺点：

  • 主要在 Apple 生态使用
  • 非 iOS 设备支持有限
  • 需要专用工具创建
  • 某些功能可能受限

代码示例​

创建 USDZ​

# 使用 usdzconvert（Xcode 工具）
usdzconvert model.obj -o model.usdz

# 使用 Python usd-core
python -m usd.UsdUtils.CreateNewUsdzPackage model.usd model.usdz

Python 使用 usd-core​

from pxr import Usd, UsdUtils

# 创建 USD 场景
stage = Usd.Stage.CreateNew('model.usda')
# ... 添加模型、材质等

# 保存为 USDZ
UsdUtils.CreateNewUsdzPackage('model.usda', 'model.usdz')

在网页中使用​

<!-- iOS Safari 支持 AR Quick Look -->
<a rel="ar" href="model.usdz">
    <img src="preview.jpg" alt="3D Model">
</a>

相关工具​

  • 创建工具：
    • Xcode：包含 usdzconvert 工具
    • Reality Composer：Apple AR 创作工具
    • Blender：支持 USDZ 导出（需要插件）
  • 查看器：
    • AR Quick Look：iOS 原生查看器
    • Reality Composer：Apple AR 工具
  • 编程库：
    • Python: usd-core、pxr
    • Swift: RealityKit、ARKit

相关链接​

参考​