Ingestando datos 3D en Unity Industry con Pixyz

Ingestión de datos 3D para experiencias inmersivas con Industria de Unity y Pixyz

Nota: La suite de productos de Pixyz ha sido renombrada como Transformador de Activos de Unity

Obtén tu copia del documento técnico de engineering.com encargado por Unity: Ingestión y uso de datos CAD para 3D en tiempo real.

Introducción: ¿Por qué 3D en tiempo real?

Un número creciente de fabricantes está recurriendo a 3D en tiempo real para maximizar las ventajas de Industria 4.0 y mantener una ventaja competitiva en el mercado. Se está convirtiendo en una tecnología invaluable en cada etapa del flujo de trabajo, desde el diseño del producto hasta la optimización del piso de la fábrica, entrenamiento, marketing y más.

No es sorprendente que las principales plataformas de desarrollo de 3D en tiempo real, como Unity, tengan su origen en la comunidad de juegos: la experiencia inmersiva de interactuar con un entorno 3D dinámico que se adapta a la entrada en tiempo real es tan útil para el ingeniero como para un jugador, con el beneficio adicional para el ingeniero de desarrollar un producto del mundo real para llevar al mercado.

Desplegar aplicaciones de 3D en tiempo real puede traer beneficios reales para los fabricantes. Estos incluyen acelerar los plazos de investigación y desarrollo, reducir la dependencia de prototipos físicos costosos, detectar y corregir fallas de diseño más temprano en el ciclo de producción, habilitar el entrenamiento de sistemas automatizados en entornos simulados, desplegar soluciones de entrenamiento para trabajadores más efectivas y relacionarse con los clientes de manera más efectiva.

Afortunadamente, para muchos fabricantes, integrar 3D en tiempo real en sus operaciones es más fácil de lo que podrían esperar. Ya tienen gran parte de los datos que necesitan para crear experiencias 3D en tiempo real inmersivas, atractivas e interactivas; están almacenados en sus archivos de diseño asistido por computadora (CAD) existentes. El paquete de software Unity Industry, que incluye Unity Asset Transformer para la optimización de datos y la plataforma Unity para desarrollar aplicaciones 3D en tiempo real, puede reunir y sintetizar los datos ricos y sofisticados en esos archivos CAD y presentarlos de manera interactiva e intuitiva.

Este documento técnico explicará cómo el 3D en tiempo real puede beneficiar a los ingenieros y fabricantes al permitirles reutilizar los datos CAD de maneras transformadoras. Detalla cómo el software adecuado puede resolver el desafío que plantea la ingestión de datos y cómo los datos CAD pueden impulsar aplicaciones 3D en tiempo real para capacitación, trabajo colaborativo y marketing digital.

Ingestión de datos CAD para 3D en tiempo real

Los ingenieros ya utilizan tecnologías CAD como herramientas de visualización. Aplicaciones de diseño como Catia, SolidWorks y Fusion 360 son productos de software altamente capaces que permiten a los fabricantes crear diseños tridimensionales detallados, precisos e intrincados de componentes del mundo real. Estos archivos de diseño ricos en datos están destinados principalmente para su uso por herramientas de fabricación como máquinas CNC e impresoras 3D para fabricar los productos.

Sin embargo, el nivel de precisión que se encuentra en las herramientas CAD puede ser demasiado complejo para que las aplicaciones 3D en tiempo real lo manejen. En contraste con modelos más artísticos, los modelos CAD son a menudo tan detallados, complejos y ricos en datos que no pueden renderizarse sin problemas sin socavar el rendimiento del entorno 3D en tiempo real; no sin optimización, es decir. Las plataformas 3D en tiempo real crean experiencias que generalmente enfatizan la agilidad y el tiempo de respuesta rápido sobre la complejidad y el detalle.

Pero eso no significa que los fabricantes deban empezar desde cero al desarrollar aplicaciones 3D en tiempo real; todo lo contrario. Sus archivos CAD existentes son un rico repositorio de datos que pueden ser reutilizados para crear experiencias 3D impactantes. La clave para liberar esos datos es la ingestión y optimización de los datos CAD para su uso en un entorno en tiempo real. Este proceso convierte modelos 3D complejos en representaciones ligeras adecuadas para todo tipo de dispositivos y capacidades informáticas, desde teléfonos inteligentes hasta auriculares de realidad virtual (AR y VR).

Sin las herramientas adecuadas, optimizar los datos CAD para su uso en 3D en tiempo real es un proceso tedioso y altamente complejo. Sin estas herramientas, los diseñadores deben fusionar manualmente vértices, eliminar caras y recrear aspectos de sus modelos para lograr un equilibrio ideal entre precisión y agilidad para 3D en tiempo real. Pero para lograr ese equilibrio mucho más fácilmente, los fabricantes pueden recurrir a soluciones de optimización de datos como Unity Asset Transformer, que tiene herramientas diseñadas específicamente que pueden importar modelos CAD y reducir su complejidad, densidad y tamaño de archivo mientras mantienen la precisión y calidad para aplicaciones 3D en tiempo real.

Unity Asset Transformer ingiere datos de superficie paramétrica (NURBS) de archivos CAD y los traduce en datos de malla poligonal utilizados por Unity y otras plataformas de tiempo real 3D.

"Transformer es el mejor en su clase para convertir datos NURBS en polígonos", dijo Mark Schoennagel, gerente de marketing técnico en Unity, a engineering.com. "Los motores de juego siempre han tratado con polígonos, mientras que CAD siempre ha tratado de crear superficies infinitamente suaves para la fabricación." Estos son dos mundos muy diferentes. Lo que Unity Asset Transformer hace increíblemente bien es unir esos dos mundos."

Unity Asset Transformer admite casi 40 formatos de archivo CAD, entre ellos las aplicaciones de diseño más populares como SolidWorks, Revit, Creo y NX. Los algoritmos de optimización de modelos CAD patentados de Pixyz pueden generar mallas proxy texturizadas, eliminar mallas ocultas que no aparecerán en la experiencia 3D en tiempo real, y fusionar y reparar mallas durante la conversión. Además, el nivel de detalle—y el recuento de polígonos resultante—puede ajustarse manualmente o optimizarse automáticamente.

"Recomiendo encarecidamente a los fabricantes e ingenieros que incorporen Unity Asset Transformer en sus flujos de trabajo. Les permite generar datos teselados a diferentes niveles de calidad para adaptarse a diferentes casos de uso," dijo Frantz Lasorne a engineering.com.

Lasorne, cofundador de Visionaries 777, una empresa que se especializa en crear experiencias de consumidor mejoradas con tecnologías de realidad extendida, explicó otro beneficio. "Este enfoque simplifica el intercambio de datos teselados con proveedores externos, eliminando la necesidad de proporcionar datos CAD altamente sensibles y confidenciales," dijo.

Si bien estos modelos optimizados son increíblemente útiles en muchos escenarios, se vuelven exponencialmente más poderosos cuando se llevan a un motor de visualización como Unity. En Unity, estos modelos pasan de representaciones técnicas a impresionantes visualizaciones de productos y escenas que pueden desarrollarse como aplicaciones y desplegarse para una variedad de casos de uso.

Tiempo real 3D: Un cambio de juego en todas las industrias

Las aplicaciones 3D en tiempo real están demostrando ser inmensamente valiosas para ingenieros y fabricantes en una variedad de industrias. Los siguientes casos de uso demuestran cómo la tecnología puede utilizarse para mejorar la capacitación y la orientación, servir como una herramienta de colaboración para trabajadores remotos, y transformar el marketing a través de configuradores de productos interactivos.

Entrenamiento y orientación

“Ver la información presentada visualmente frente a ti, de una manera contextualmente relevante, es una gran manera de aprender o ser guiado a través de una tarea particular,” dijo Scott Montgomerie, CEO de Scope AR, a engineering.com. Scope AR proporciona una solución de creación de contenido de realidad aumentada (AR) escalable y lista para empresas para capacitación, fabricación y mantenimiento en industrias como la aeroespacial y de defensa, entre otras.

Para Scope AR, Unity Asset Transformer es una herramienta esencial en el proceso de construcción de contenido de entrenamiento y orientación que puede ser incorporado en un modelo 3D para crear procedimientos personalizados. Ese contenido puede ser enviado a la nube y descargado en una variedad de dispositivos como teléfonos, tabletas o auriculares.

“Casi todos los fabricantes tienen un conjunto de instrucciones en papel que muestra a un trabajador cómo realizar una tarea,” dice Montgomerie. “Pero la mente humana es falible, incluso en el corto tiempo entre leer las instrucciones y realizar la tarea. Una persona puede malinterpretar las instrucciones o olvidar un paso. Ver esas instrucciones en 3D completo frente a ellos, mientras realizan su tarea, ayuda a eliminar esos errores y mejora la capacidad de los trabajadores para llevar a cabo la tarea correctamente y de manera eficiente.”

Skanska, una de las empresas de construcción más grandes del mundo, recurrió a Unity para desarrollar su programa de capacitación en seguridad, empoderando a los trabajadores para que sean más conscientes de los riesgos dinámicos y invisibles. El objetivo: reducir accidentes y crear sitios de construcción más seguros.

Con 3D en tiempo real, los trabajadores pueden ser puestos “en riesgo” en un entorno simulado sin ponerlos realmente en peligro. Este tipo de capacitación puede ser mucho más efectiva para crear un cambio de comportamiento positivo que hablar sobre el mismo escenario en una sala de reuniones. Skanska trabajó con OutHere para diseñar escenarios virtuales que darían a los trabajadores un verdadero desafío, colocándolos en situaciones que los obligaran a tomar las decisiones correctas en tiempo real—y poder experimentar las consecuencias de esas decisiones, correctas o incorrectas. Este tipo de entrenamiento virtual pudo aprovechar las emociones de los trabajadores, dándoles una sensación realista de un accidente a punto de suceder, sin ponerlos realmente en peligro.

Cómo el 3D en tiempo real desbloquea la colaboración

Uno de los usos más intrigantes de la tecnología 3D en tiempo real es en el desarrollo de experiencias de realidad extendida (XR). Los ingenieros y diseñadores han comenzado a adoptar este caso de uso para revisiones de diseño virtuales y colaboración por equipos remotos.

Las plataformas 3D en tiempo real como Unity permiten que un trabajador en una ciudad se introduzca en un componente fabricado en el otro lado del país, al mismo tiempo que un colega en otro continente. Podrían reunirse dentro de un espacio virtual común para caminar alrededor de un modelo 3D de una turbina y solucionarlo juntos.

Unity ha visto cómo su plataforma ha llevado a la democratización del acceso a datos, permitiendo que más personas vean el tipo de información que normalmente estaría limitada a algunos usuarios avanzados. Y con más uso vienen más oportunidades para colaborar en un espacio virtual compartido en tiempo real.

“En este momento, para acceder a datos CAD tienes que ir a alguien con un PC CAD razonablemente bueno”, dijo Matthew Sutton, gerente de ingeniería de soluciones en Unity, a engineering.com. “Unity hace posible que los usuarios de toda la empresa accedan a datos CAD y vean esos datos en contexto.”

Permitir que el personal de toda la operación trabaje juntos para analizar datos es una de las razones por las que la Autoridad del Aeropuerto de Vancouver se unió a Unity para crear el primer gemelo digital 3D en tiempo real de un aeropuerto en América del Norte.

El Aeropuerto Internacional de Vancouver (YVR) utiliza ese gemelo digital para incorporar datos en tiempo real e históricos para mostrar información importante en tiempo real, tanto en entornos 2D como 3D. A través de una herramienta de conciencia situacional que se integra con el gemelo digital, el personal tiene una mejor comprensión de las complejas operaciones del aeropuerto. Esta herramienta rastrea todo, desde anomalías de datos hasta situaciones de seguridad potenciales, movimiento de pasajeros, clima y emisiones de carbono.

Como resultado, el personal puede utilizar la toma de decisiones basada en datos y colaborar de manera más efectiva a través de funciones laborales y la gran huella del aeropuerto: desde seguridad hasta comercio minorista, transporte y servicio al cliente. El personal del aeropuerto está habilitado para responder a situaciones dinámicas con una conciencia situacional mejorada que cambia en tiempo real.

Configuradores de productos en tiempo real para marketing inmersivo

El 3D en tiempo real está abriendo nuevas opciones para cómo los fabricantes interactúan con sus clientes, permitiendo a las empresas comercializar sus productos de maneras innovadoras y dando a los consumidores más opciones para personalizar sus compras.

“Estás tomando esos datos complejos enfocados en la ingeniería y del mundo real y visualizándolos para comercializar el producto,” dice Schoennagel. “Ahí es donde entra Unity. No nos preocupamos por las propiedades físicas de tu edificio; nos interesa hacer que los polígonos se vean reales para que puedas promocionar el edificio en múltiples entornos diferentes.”

Como ejemplo, Unity trabajó con AGCO, un fabricante de maquinaria agrícola, para desarrollar su premiado Asesor de Productos 3D, un configurador de productos que permite a los agricultores guiarse en su experiencia de compra. A través de una experiencia interactiva paso a paso, se guía a un agricultor a través de un proceso de toma de decisiones para identificar sus necesidades: qué tipo de agricultura practican, qué tipo de terreno y cuán grande es la propiedad, y otros factores relevantes. El Asesor de Productos luego recomienda un producto y permite al agricultor construir una máquina virtual 3D que está lista para ordenar. El agricultor puede colocar la máquina en su entorno agrícola virtual e incluso crear un gemelo digital que puede rastrear datos de rendimiento de la máquina y ofrecer soporte post-venta.

“Un tractor puede estar compuesto por 800 archivos STEP individuales, que contienen miles de componentes cada uno,” dice Schoennagel. “Convertimos todos los archivos con Unity Asset Transformer. A partir de los complejos datos CAD pesados, logramos eliminar inteligentemente muchos de los datos que los ingenieros dejan ahí, como líneas de construcción y diferentes planos.”

Los datos restantes fueron optimizados para su uso en una aplicación tipo configurador que automatizó del 70 al 80 por ciento de esos datos para uso del cliente, con Unity refinando los datos restantes para el uso del cliente.

Grupo Brose, un proveedor global de soluciones de movilidad inteligente, también está utilizando Unity para agilizar su creación de contenido y esfuerzos de marketing.

Brose trabajó con Visoric, una empresa especializada en 3D en tiempo real, para trasladar su catálogo completo—con más de 260 productos diferentes— a un entorno 3D en tiempo real. Esto incluyó archivos CAD originados de Catia que fueron convertidos por Unity Asset Transformer, en combinación con otro software, en activos 3D configurables en tiempo real.

Con toda su biblioteca de productos en la plataforma Unity, Brose puede desplegar ágilmente estos activos para fines de marketing y ventas. El showroom virtual de Brose permite a los clientes explorar productos, como componentes de vehículos, en detalle, o verlos en el contexto del vehículo en su totalidad.

"No pasará mucho tiempo antes de que todas las marcas prominentes muestren digitalmente sus carteras de productos completas, permitiendo a los usuarios experimentarlos en 3D en tiempo real en una página web sencilla", predice Lasorne de Visionaries 777.

Conclusión: Comenzando con 3D en tiempo real

Para ingenieros y fabricantes que buscan formas transformadoras de visualizar los datos de su empresa y relacionarse con los clientes como nunca antes, el 3D en tiempo real nunca ha sido una tecnología más atractiva. Usando herramientas fácilmente disponibles, estas empresas pueden utilizar sus bibliotecas existentes de modelos CAD para desarrollar rápidamente aplicaciones 3D en tiempo real y comenzar a explorar los beneficios para el diseño de productos y la colaboración, la capacitación y orientación, el marketing y más.

Sutton recomienda que los ingenieros curiosos descarguen Unity y Unity Asset Transformer y comiencen con un producto CAD existente con el que ya estén familiarizados. "Cargue un archivo de datos CAD, colóquelo en la escena y simplemente dé una vuelta alrededor de él." Es súper fácil." Los nuevos usuarios que puedan sentirse un poco intimidados pueden aprovechar el extenso contenido de aprendizaje que Unity pone a disposición.

Los ingenieros harían bien en dar estos primeros pasos más pronto que tarde, ya que el 3D en tiempo real está ganando popularidad rápidamente y se está convirtiendo en un diferenciador competitivo. Tomemos, por ejemplo, el reciente lanzamiento del Apple Vision Pro, una computadora espacial que promete mezclar sin problemas el contenido digital con el espacio físico del usuario. Unity acaba de anunciar su soporte para visionOS, que incluye plantillas, muestras y otros recursos para desarrolladores. Tenga en cuenta que este es solo uno de una miríada de dispositivos, actuales y futuros, diseñados para 3D en tiempo real.

Los ingenieros son visualizadores 3D naturales, pero el 3D en tiempo real puede tanto mejorar sus modelos mentales como ayudarles a comunicarse mejor con colegas, clientes y el público.