Intégration de données 3D dans Unity Industry avec Pixyz

Ingérer des données 3D pour des expériences immersives avec Unity Industry et Pixyz

Obtenez votre exemplaire du livre blanc d'engineering.com commandé par Unity : Acquisition et utilisation de données CAO pour la 3D en temps réel.

Introduction : Pourquoi la 3D en temps réel ?

Un nombre croissant de fabricants se tournent vers la 3D en temps réel pour maximiser les avantages de l'industrie 4.0 et conserver un avantage concurrentiel sur le marché. Elle devient une technologie inestimable à chaque étape du flux de travail, de la conception du produit à l'optimisation de l'atelier, en passant par la formation, le marketing et bien plus encore.

Il n'est pas surprenant que les principales plateformes de développement 3D en temps réel, telles qu'Unity, trouvent leur origine dans la communauté des joueurs : l'expérience immersive de l'interaction avec un environnement 3D dynamique qui s'adapte aux données en temps réel est tout aussi utile pour l'ingénieur que pour le joueur, avec l'avantage supplémentaire pour l'ingénieur de développer un produit réel à mettre sur le marché.

Le déploiement d'applications 3D en temps réel peut apporter des avantages concrets aux fabricants. Il s'agit notamment d'accélérer les délais de recherche et de développement, de réduire le recours à des prototypes physiques coûteux, de détecter et de corriger les défauts de conception plus tôt dans le cycle de production, de permettre la formation de systèmes automatisés dans des environnements simulés, de déployer des solutions de formation des travailleurs plus efficaces et de s'engager plus efficacement auprès des clients.

Heureusement, pour de nombreux fabricants, l'intégration de la 3D en temps réel dans leurs opérations est plus facile qu'ils ne le pensent. Ils disposent déjà d'une grande partie des données nécessaires pour créer des expériences 3D immersives, convaincantes et interactives en temps réel - elles sont stockées dans leurs fichiers de conception assistée par ordinateur (CAO) existants. Le logiciel Unity Industry, qui comprend Pixyz pour l'optimisation des données et la plateforme Unity pour le développement d'applications 3D en temps réel, peut rassembler et synthétiser les données riches et sophistiquées de ces fichiers CAO et les présenter de manière interactive et intuitive.

Ce livre blanc explique comment la 3D en temps réel peut profiter aux ingénieurs et aux fabricants en leur permettant de réutiliser les données de CAO d'une manière nouvelle et transformatrice. Il détaille comment le bon logiciel peut résoudre le défi posé par l'ingestion de données, et comment les données CAO peuvent alimenter des applications 3D en temps réel pour la formation, le travail collaboratif et le marketing numérique.

Acquisition de données CAO pour la 3D en temps réel

Les ingénieurs utilisent déjà les technologies de CAO comme outils de visualisation. Les applications de conception telles que Catia, SolidWorks et Fusion 360 sont des logiciels très performants qui permettent aux fabricants de créer des conceptions tridimensionnelles détaillées, précises et complexes de composants réels. Ces fichiers de conception riches en données sont pour la plupart destinés à être utilisés par les outils de fabrication tels que les machines à commande numérique et les imprimantes 3D pour fabriquer les produits.

Toutefois, le niveau de précision des outils de CAO peut s'avérer trop complexe pour les applications 3D en temps réel. Contrairement aux modèles plus artistiques, les modèles de CAO sont souvent si détaillés, complexes et riches en données qu'ils ne peuvent pas être rendus sans nuire aux performances de l'environnement 3D en temps réel, c'est-à-dire sans optimisation. Les plateformes 3D en temps réel créent des expériences qui privilégient généralement l'agilité et la rapidité de réaction à la complexité et au détail.

Mais cela ne signifie pas que les fabricants doivent partir de zéro pour développer des applications 3D en temps réel, bien au contraire. Leurs fichiers CAO existants constituent un riche référentiel de données qui peuvent être réutilisées pour créer des expériences 3D percutantes. La clé pour exploiter ces données est d'ingérer et d'optimiser les données CAO pour les utiliser dans un environnement en temps réel. Ce processus transforme des modèles 3D complexes en représentations légères adaptées à toutes sortes d'appareils informatiques et de capacités, des smartphones aux casques de réalité virtuelle (AR & VR).

Sans les outils adéquats, l'optimisation des données de CAO pour une utilisation en 3D en temps réel est un processus fastidieux et très complexe. Sans ces outils, les concepteurs doivent fusionner manuellement des sommets, supprimer des faces et recréer certains aspects de leurs modèles afin de trouver l'équilibre idéal entre précision et agilité pour la 3D en temps réel. Mais pour atteindre cet équilibre beaucoup plus facilement, les fabricants peuvent se tourner vers des solutions d'optimisation des données telles que Pixyz, qui dispose d'outils spécialement conçus pour importer des modèles de CAO et réduire leur complexité, leur densité et la taille des fichiers tout en conservant la précision et la qualité pour les applications 3D en temps réel.

Pixyz ingère des données de surface paramétriques (NURBS) à partir de fichiers CAO et les traduit en données de maillage polygonal utilisées par Unity et d'autres plateformes 3D en temps réel.

"Pixyz est la meilleure solution pour convertir les données NURBS en polygones", a déclaré Mark Schoennagel, responsable du marketing technique chez Unity, à engineering.com. "Les moteurs de jeu ont toujours traité des polygones, tandis que la CAO s'est toujours occupée de créer des surfaces infiniment lisses pour la fabrication. Il s'agit de deux mondes très différents. Ce que Pixyz sait faire, c'est jeter un pont entre ces deux mondes."

Pixyz prend en charge près de 40 formats de fichiers CAO, parmi lesquels les applications de conception les plus populaires telles que SolidWorks, Revit, Creo et NX. Les algorithmes propriétaires d'optimisation des modèles CAO de Pixyz peuvent générer des maillages proxy texturés, supprimer les maillages cachés qui n'apparaîtront pas dans l'expérience 3D en temps réel, et fusionner et réparer les maillages pendant la conversion. En outre, le niveau de détail et le nombre de polygones qui en résulte peuvent être ajustés manuellement ou optimisés automatiquement.

" Je recommande vivement aux fabricants et aux ingénieurs d'intégrer Pixyz dans leurs flux de travail. Il leur permet de générer des données tessellées à différents niveaux de qualité pour répondre à différents cas d'utilisation", a déclaré Frantz Lasorne à engineering.com.

M. Lasorne, cofondateur de Visionaries 777, une entreprise spécialisée dans la création d'expériences de consommation améliorées à l'aide de technologies de réalité étendue, a expliqué un autre avantage. "Cette approche simplifie le partage des données tessellées avec des fournisseurs externes, éliminant ainsi la nécessité de fournir des données CAO hautement sensibles et confidentielles", a-t-il déclaré.

Bien que ces modèles optimisés soient incroyablement utiles dans de nombreux scénarios, ils deviennent exponentiellement plus puissants lorsqu'ils sont intégrés dans un moteur de visualisation tel qu'Unity. Dans Unity, ces modèles passent de représentations techniques à des visualisations de produits et des scènes époustouflantes qui peuvent être développées en tant qu'applications et déployées pour une variété de cas d'utilisation.

3D en temps réel : Un changement de cap dans tous les secteurs d'activité

Les applications 3D en temps réel s'avèrent extrêmement précieuses pour les ingénieurs et les fabricants de divers secteurs. Les cas d'utilisation suivants montrent comment la technologie peut être utilisée pour améliorer la formation et l'orientation, servir d'outil de collaboration pour les travailleurs à distance et transformer le marketing grâce à des configurateurs de produits interactifs.

Formation et conseils

"Voir des informations présentées visuellement devant soi, dans un contexte pertinent, est un excellent moyen d'apprendre ou d'être guidé dans une tâche particulière", a déclaré Scott Montgomerie, PDG de Scope AR, à engineering.com. Scope AR fournit une solution de création de contenu de réalité augmentée (RA) évolutive et prête à l'emploi pour la formation, la fabrication et la maintenance dans les secteurs de l'aérospatiale et de la défense, entre autres.

Pour Scope AR, Pixyz est un outil essentiel dans le processus de construction de contenus de formation et d'orientation qui peuvent être apportés dans un modèle 3D pour créer des procédures personnalisées. Ce contenu peut ensuite être transféré dans le nuage et téléchargé sur divers appareils tels que des téléphones, des tablettes ou des casques.

"Presque tous les fabricants disposent d'un ensemble d'instructions sur papier montrant à un travailleur comment effectuer une tâche", déclare Montgomerie. "Mais l'esprit humain est faillible, même dans le court laps de temps qui s'écoule entre la lecture des instructions et l'exécution de la tâche. Une personne peut mal interpréter les instructions ou oublier une étape. Le fait de voir ces instructions en 3D devant eux, pendant qu'ils effectuent leur tâche, permet d'éliminer ces erreurs et d'améliorer la capacité des travailleurs à accomplir la tâche correctement et efficacement."

Skanska, l'une des plus grandes entreprises de construction au monde, s'est tournée vers Unity pour développer son programme de formation à la sécurité, permettant aux travailleurs d'être plus conscients des risques dynamiques et invisibles. L'objectif : réduire les accidents et créer des chantiers plus sûrs.

Grâce à la 3D en temps réel, les travailleurs peuvent être mis "en danger" dans un environnement simulé sans qu'ils le soient réellement. Ce type de formation peut s'avérer beaucoup plus efficace pour créer un changement de comportement positif qu'une discussion sur le même scénario dans une salle de réunion. Skanska a collaboré avec OutHere pour concevoir des scénarios virtuels permettant aux travailleurs de relever un véritable défi, en les plaçant dans des situations qui les obligent à prendre les bonnes décisions en temps réel - et en leur permettant d'expérimenter les conséquences de ces décisions, qu'elles soient bonnes ou mauvaises. Ce type de formation virtuelle a permis d'exploiter les émotions des travailleurs, en leur donnant une impression réaliste d'un accident sur le point de se produire, sans les mettre réellement en danger.

Comment la 3D en temps réel débloque la collaboration

L'une des utilisations les plus fascinantes de la technologie 3D en temps réel est le développement d'expériences de réalité étendue (XR). Les ingénieurs et les concepteurs ont commencé à adopter ce cas d'utilisation pour les revues de conception virtuelles et la collaboration entre équipes distantes.

Les plateformes 3D en temps réel telles qu'Unity permettent à un travailleur d'une ville de pénétrer dans un composant fabriqué à l'autre bout du pays, en même temps qu'un collègue situé sur un autre continent. Ils pourraient se rencontrer dans un espace virtuel commun pour se promener autour d'un modèle 3D d'une turbine et la dépanner ensemble.

Unity a vu comment sa plateforme a conduit à la démocratisation de l'accès aux données - permettant à un plus grand nombre de personnes de consulter le type d'informations qui seraient habituellement limitées à certains utilisateurs puissants. Et avec l'utilisation accrue, les possibilités de collaboration dans un espace virtuel partagé en temps réel se multiplient.

"À l'heure actuelle, pour accéder aux données de CAO, il faut s'adresser à quelqu'un qui possède un PC de CAO d'assez bonne qualité", a déclaré Matthew Sutton, responsable de l'ingénierie des solutions chez Unity, à engineering.com. "Unity permet aux utilisateurs de toute l'entreprise d'accéder aux données de CAO, et de voir ces données dans leur contexte."

Permettre au personnel de l'ensemble des opérations de travailler ensemble pour analyser les données est l'une des raisons pour lesquelles l'autorité aéroportuaire de Vancouver a fait équipe avec Unity pour créer le premier jumeau numérique 3D en temps réel d'un aéroport en Amérique du Nord.

L'aéroport international de Vancouver (YVR) utilise ce jumeau numérique pour intégrer des données historiques et en temps réel afin d'afficher des informations importantes en temps réel, dans des environnements 2D et 3D. Grâce à un outil de connaissance de la situation qui s'intègre au jumeau numérique, le personnel a une meilleure compréhension des opérations complexes de l'aéroport. Cet outil permet de tout suivre, des anomalies de données aux situations de sécurité potentielles, en passant par les déplacements des passagers, les conditions météorologiques et les émissions de carbone.

Le personnel est ainsi en mesure de prendre des décisions fondées sur des données et de collaborer plus efficacement entre les différentes fonctions et sur l'ensemble du territoire de l'aéroport : de la sécurité à la vente au détail, en passant par le transport et le service à la clientèle. Le personnel de l'aéroport est en mesure de répondre à des situations dynamiques grâce à une meilleure connaissance de la situation qui évolue en temps réel.

Configurateurs de produits en temps réel pour un marketing immersif

La 3D en temps réel ouvre de nouvelles possibilités d' interaction entre les fabricants et leurs clients, permettant aux entreprises de commercialiser leurs produits de manière innovante et offrant aux consommateurs un plus grand choix dans la personnalisation de leurs achats.

"Vous prenez ces données complexes, axées sur l'ingénierie et le monde réel, et vous les visualisez afin de commercialiser le produit", explique M. Schoennagel. "C'est là que l'Unity entre en jeu. Nous ne nous préoccupons pas des propriétés physiques de votre bâtiment ; ce qui nous intéresse, c'est de faire en sorte que les polygones aient l'air réels afin que vous puissiez promouvoir le bâtiment dans de multiples environnements différents".

À titre d'exemple, Unity a travaillé avec AGCO, un fabricant de machines agricoles, pour développer son conseiller produit 3D primé, un configurateur de produits qui permet aux agriculteurs d'orienter eux-mêmes leur expérience d'achat. Grâce à une expérience interactive étape par étape, un agriculteur est guidé dans un processus de prise de décision afin d'identifier ses besoins : le type d'agriculture qu'il pratique, le type de terre et la taille de la propriété, ainsi que d'autres facteurs pertinents. Le conseiller produit recommande ensuite un produit et permet à l'agriculteur de construire une machine virtuelle en 3D prête à être commandée. L'agriculteur peut placer la machine dans son environnement agricole virtuel et même créer un jumeau numérique capable de suivre les données de performance de la machine et d'offrir une assistance après-vente.

"Un tracteur peut être constitué de 800 fichiers STEP individuels, qui contiennent chacun des milliers de composants", explique M. Schoennagel. " Nous avons converti tous les fichiers avec le processeur de scénario Pixyz. À partir des données CAO lourdes et complexes, nous avons réussi à retirer intelligemment une grande partie des données laissées par les ingénieurs, comme les lignes de construction et les différents plans".

Les données restantes ont été optimisées pour être utilisées dans une application de type configurateur qui a automatisé 70 à 80 % de ces données pour une utilisation par le client, Unity affinant les données restantes pour une utilisation par le client.

Le groupe Brose, fournisseur mondial de solutions de mobilité intelligente, utilise également Unity pour rationaliser ses efforts de création de contenu et de marketing.

Brose a travaillé avec Visoric, une société spécialisée dans la 3D en temps réel, pour transférer son catalogue complet - avec plus de 260 produits différents - dans un environnement 3D en temps réel. Il s'agit notamment de fichiers CAO provenant de Catia qui ont été convertis par Pixyz, en combinaison avec d'autres logiciels, en actifs 3D configurables en temps réel.

Avec l'ensemble de sa bibliothèque de produits dans la plateforme Unity, Brose est en mesure de déployer agilement ces actifs à des fins de marketing et de vente. La salle d'exposition virtuelle de Brose permet aux clients d'explorer les produits, tels que les composants des véhicules, en détail ou de les voir dans le contexte du véhicule dans son ensemble.

"Il ne faudra pas attendre longtemps avant que toutes les grandes marques présentent numériquement leurs portefeuilles de produits complets, permettant aux utilisateurs de les découvrir en 3D en temps réel sur une simple page web", prédit M. Lasorne de Visionaries 777.

Conclusion : Premiers pas avec la 3D en temps réel

Pour les ingénieurs et les fabricants à la recherche de moyens transformateurs pour visualiser les données de leur entreprise, et s'engager avec les clients comme jamais auparavant, la 3D en temps réel n'a jamais été une technologie aussi attrayante. Grâce à des outils facilement disponibles, ces entreprises peuvent utiliser leurs bibliothèques existantes de modèles de CAO pour développer rapidement des applications 3D en temps réel et commencer à en explorer les avantages pour la conception de produits et la collaboration, la formation et l'orientation, le marketing et bien d'autres choses encore.

M. Sutton recommande aux ingénieurs curieux de télécharger Unity et Pixyz et de commencer avec un produit de CAO existant qu'ils connaissent déjà. "Chargez un élément de données CAO, positionnez-le dans la scène et faites-en le tour. C'est très facile". Les nouveaux utilisateurs qui se sentiraient un peu intimidés peuvent profiter du vaste contenu d'apprentissage qu'Unity met à leur disposition.

Les ingénieurs seraient bien avisés de faire ces premiers pas le plus tôt possible, car la 3D en temps réel gagne rapidement en popularité et devient un facteur de différenciation par rapport à la concurrence. Prenons l'exemple de la récente sortie de l'Apple Vision Pro, un ordinateur spatial qui promet de fusionner de manière transparente le contenu numérique avec l'espace physique de l'utilisateur. Unity vient d'annoncer sa prise en charge de visionOS, qui comprend des modèles, des échantillons et d'autres ressources pour les développeurs. N'oubliez pas qu'il ne s'agit que d'un des nombreux dispositifs - actuels et futurs - conçus pour la 3D en temps réel.

Les ingénieurs sont des visualisateurs 3D naturels, mais la 3D en temps réel peut à la fois améliorer leurs modèles mentaux et les aider à mieux communiquer avec leurs collègues, leurs clients et le public.