Universal Scene Description

Universal Scene Description (USD、ユニバーサル・シーン・デスクリプション、万能シーン記述) は、3Dシーングラフ形式及びその形式を扱うプログラム群である。Alliance for OpenUSD (AOUSD)（英語版） が保守しており、当初はピクサーが開発した。オープンソースを強調したOpenUSDとも呼ばれる。

Universal Scene Description

拡張子	.usd、.usda、.usdc、.usdz
開発者	Alliance for OpenUSD（英語版）
種別	3Dファイル形式

Universal Scene Description

開発元	Alliance for OpenUSD（英語版）
最新版	25.08 / 2025年7月31日 (2か月前) (2025-07-31)
リポジトリ	github.com/PixarAnimationStudios/USD/
サポート状況	Active
種別	3Dライブラリ
ライセンス	Modified Apache 2.0 License
公式サイト	graphics.pixar.com/usd/docs/index.html

USD形式

USD形式はモダンなシーングラフ形式であり、アセットの異形 (バリアント) ^[1]やアセットの外部参照、アセットのオーバーライドなどに対応している。USD形式にはテキスト形式 (usda) 、バイナリ形式 (usdc)、アーカイブ形式 (usdz)が存在する。

USDファイルの中に含めることのできる情報はスキーマによって定義されており、拡張可能となっている。

主なスキーマ

• ジオメトリ (UsdGeom)
• ライト (UsdLux)
• シェーディング / マテリアル (UsdShade)
• スケルトン / ブレンドシェイプ (UsdSkel) - 簡易的であり群集シミュレーション及びゲーム向けとなっている^[2][3]
• UI (UsdUI)

USDライブラリ

USDライブラリ群はUSD形式を取り扱うためのライブラリであるが、シーングラフのリアルタイム及びオフラインレンダリングに対応するHydraも含まれている。USDライブラリでHydraを使用するアプリケーションは、Hydraレンダーデリゲートに対応する多数のレンダーバックエンドを使用することができる。

レンダーバックエンド

以下はHydraレンダーデリゲートに対応するレンダーバックエンドである。

• 公式
  • HdStream (Stream) - USDに含まれているOpenGLバックエンド^[4]。Hydraから分離された^[4]。
  • HdEmbree - USDに含まれているレイトレーシングレンダープラグインであり、IntelのEmbreeライブラリを元にしている。
  • HdPrman (RenderMan Hydra Delegate) - RenderManを使用するためのバックエンド。USD 19.07以降に含まれている^[5][6]。
• ハードウェア会社製
  • Radeon ProRender for USD - オープンソースの物理ベースレンダラーであるRadeon ProRenderを使用するためのプラグイン^[7]。
  • HdOSPRay - オープンソースのCPUレンダラーであるOSPRayを使用するためのプラグイン^[8]。
  • RTX Renderer - NVIDIA Omniverseに含まれているレンダラー^[9]。
• USD採用アプリケーション搭載
  • Karma - Houdini 18以降のSolarisに含まれているCPUレンダラー^[10]。Mantraの代替^[10]。
  • Houdini GL - Houdini 18以降のSolarisに含まれているOpenGLバックエンド。
• サードパーティー
  • HydraNSI (hdNSI) - NSIインターフェースに対応するレンダラーを使用するためのプラグイン。オープンソース。NSIインターフェース対応のものには、物理ベースレンダラーの3Delight^NSIが存在し、HoudiniのSolarisに向けた3Delight for Solarisも用意されている (3Delight for Houdiniに付属^[11])。3Delight^NSIは無料版も存在する。
  • Arnold USD^{[12][注 1]} - Arnoldレンダラーを使用するためのコンポーネント集。オープンソース。
  • OctaneRender Hydra / Octane X Hydra - HoudiniのSolaris向けのベータ版が公開されている^[13]。
  • Redshift Solaris Hydra plugin - HoudiniのSolaris向けのプレビュー版が公開されている^[14]。
  • hdRstr - リアルタイムの直接照明および単反射回数の間接照明レンダラー^[15]。NVIDIA RTXDIに基づいており、ReSTIRアルゴリズムを使用している^[15]。
• オープンソース
  • Cycles Hydra Render Delegate - Blender内蔵レンダラーのCyclesを使用するためのプラグインであり、Blender 3.2以降のコードベースに統合されている^[16]。hdCycles（Tangent Animation製^[17]）の後継。オープンソース。
  • MoonRay（英語版） - DreamWorksの元内製レンダラーであり、2023年にオープンソース化された^[18]。
  • HdAurora - Autodesk主導のオープンソースリアルタイムパストレーシングレンダラー「Aurora」を使うためのプラグイン^[19]。

歴史

USDはPixar独自のジオメトリキャッシュシステムである「TidScene」と、独自の3Dアニメーションツールである「Presto」(旧Marionette (Menv)^[20]) のコア部分を統合するために開発された^[21]。また、USDのレンダーエンジンであるHydraはPrestoに搭載されていた旧来のレンダーエンジンの後継として開発され^[22][23]、GPUベースでRenderManのプリミティブに対応した^[24]。

2016年、PixarはUSDをオープンソースとしてリリースした^[25]。

用途

上位レベル3D APIとしての使用

USDライブラリはレンダリング機能を持つシーングラフAPIであるため、OpenSceneGraphなどのシーングラフAPIの代わりとして使用することができる。3DライティングソフトのKatanaはビューポートにおいて従来のOpenSceneGraphベースのものに代わりUSDライブラリのHydraベースのものを採用した^[26]。

ファイル交換形式としての使用

USD形式は拡張可能であるため、レンダラー固有のマテリアルパラメータのような従来のファイル交換形式 (FBX形式等) では受け渡せない情報を詰め込むことが可能となる。例えば3DレンダラーのArnoldに対応するものとしてArnold USDが存在する。

また、AL_USDMayaでは複雑なリグなどの情報をUSDに詰め込むことも行われている^[27]。

シーンキャッシュとしての使用

USD形式はシーンキャッシュ形式であるAlembic形式の代わりとして注目されている。USD形式へと対応した3DCGソフトウェアClarisseの開発元Isotropixのテストによれば、USD形式の読み込みはAlembic形式の読み込みに比べて50倍高速になるケースもあるとされる^[28]。

レンダリング中間形式としての使用

USD形式はレンダリング中間形式であるRIB形式 (RenderMan Interface Bytestream)の代わりとしても注目されている。今後3DレンダラーのRenderManは中間インターフェースにおいてRIB形式の代わりにUSDベースの新インターフェースであるRILEYを用いる予定となっている^[29]。

製作パイプラインでの使用

オーサリング形式としての使用

USDをZIP圧縮したものとしてUSDZ形式が存在し、この形式がARなどに使われている。

USDZ形式へのパッキング/変換ツールには以下がある：

• USDに付属するusdzip^[30]
• usdz Tools (Apple)^[31] - コマンド名はusdzconvert。Xcodeに付属するusdz_converter (非推奨) の後継^[32]。
• Reality Converter (Apple)^[33]
• Adobe Aero - ARアプリ。usdz形式での出力にも対応している^[34]。
• StemCell (TurboSquid) - 様々なDCC形式に対応するオンラインファイルコンバータであり、usdz形式での出力にも対応している^[35]。
• Quixel Bridge^[33] (Epic Games)
• USDZ Converter (ViewAR) - オンラインコンバーター^[33]
• Vectary - オンラインの3Dデザインツール^[33]

USDZ形式の表示には以下が対応している：

• ARKit 2以降 (Apple) - iOS向けの拡張現実(AR) SDKであり、AR Quick Look機能がusdz形式に対応している。

対応ソフトウェア・プラグイン

以下はUSDに対応するソフトウェア及びプラグインである。

USD及びHydraビューポート搭載ソフトウェア

• USDView - USDに含まれている単体USD形式ビューワ。
• Katana 3.0以降 (Foundry) - ライティングソフトウェア。3.0以降でUSDを使用するようになり、Hydraベースのビューポートが追加された^[36]。また、オープンソースのKatana USD Plug-insも搭載しているが標準で無効となっている^{[注 2][37][38]}。
• Houdini 18以降 (SideFX) - USDベースのライティング/ルックデブツールであるSolarisが搭載されている^{[10][注 3][39]}。
• Maya 2022以降^[40] (Autodesk) - 2020.2以降、MtoA (Arnold for Maya) プラグイン経由でのUSDエクスポートに対応しており^[41][42]、2022以降、Maya USD拡張^{[注 4][27][43][44]}の搭載によるUSD形式のインポート/エクスポートやHydraビューポートに対応している^[40]。
• Nuke 13.0以降 (Foundry) - デジタル合成ソフトウェア。12.2以降ReadGeoノードでインポートに対応^[45]し、13.0以降Hydraビューポートに対応した^[46]。
• USD Shell Extension (Activision) - Windows ExplorerでUSDファイルをプレビュー表示できるようにするためのシェル拡張^[47]。
• Blender 4.0以降 - 2.82でUSDエクスポートに^[48]、3.0でUSDインポートに、4.0でHydraビューポートに対応^{[49][注 5]}。

USD形式のインポート及びエクスポートのみ可能なソフトウェア

• 3ds Max 2021.1以降 - MAXtoA (Arnold for 3dsMax) プラグイン経由でUSDエクスポートに対応している^[50]。また、インポートとエクスポートに対応するUSD for 3ds Maxプラグインも用意されている^[51]。
• Cinema 4D R23以降 - インポートとエクスポートの両方に対応^[52]。またUSDZ形式のエクスポートにも対応^[52]。
• Modo 14.1以降 - 14.1でインポートに^[53]、14.2でエクスポートに対応^[54]。
• Unity 2019.1以降^{[注 6]} - パッケージマネージャーからインストール可能^[55]。インポートだけでなくエクスポートにも対応している^[55]。
• Unreal Engine 4.16以降^[56] (Epic Games) - USDインポータ/エクスポータが内蔵されている^[57]。4.24以降はライブ編集に対応するUSD Stageも搭載された^[58]。
• Gaffer - オープンソースのライティングソフトウェア。シーンリーダー及びシーンライターがUSDに対応している^[59][60]。
• Clarisse 4.0以降 (Isotropix) - ライティングソフトウェア。4.0でUSDインポートに^[28]、5.0でUSDエクスポートに標準対応した^[61]。開発終了^[62]。
• KeyShot 10.0以降 - 10.0でエクスポートに^[63]、10.1でインポートに対応^[64]。
• CityEngine 2020.0以降 - 2020.0でエクスポートに、2020.1でインポートに対応^[65]。
• ZBrush 2021.6以降 - インポートとエクスポートの両方に対応^[66]

USD形式のインポートのみ可能なソフトウェア

• Mari 4.6v4以降 - Mari USD CAPI pluginは元々Pixarの開発したプラグインであったが、その後Foundryが開発を管理するようになった^[67]。インポートに対応している^[67]。エクスポートは開発中^[67]。

採用例

以下の映画の製作に使われている：

• ピーターラビット (2018年)^[27]

また以下のゲームの製作にも使われている：

• グランツーリスモ7 (2022年3月) ^[68]
• ゼノブレイド3 (2022年7月) ^[69]

その他：

• iOS - iOS 12 (2018年9月) でサポート。iPhone等のApple製品の点群撮影やARコンテンツのフォーマットに使用。
• Industry Foundation Classes - IFC 5から採用。

注釈

1. Luma Pictures製のUSD-Arnoldプラグイン及びRodeo FX製のOpenWalterプラグインの後継
2. Katana USD Plug-insは元々USDの公式プラグインであったが、その後Foundryが開発を管理するようになっている
3. USDの公式プラグインも存在したが、プラグインはUSD 20.05で削除された
4. Maya USD拡張（USD for Maya）はオープンソースとなっている。USDに付属していたMayaプラグイン (19.11で非推奨となり、20.02で削除された) とAnimal Logic管理のオープンソースプラグインであったAL_USDMayaの後継に当たる。
5. 4.0より前はAMD製のBlender USD Hydra Addonが必要であった。
6. 以前はUnity Technologies Japan製のUSD For Unityプラグインも存在した。