Pixar発の3D標準「OpenUSD」が産業スケールへ：ISO標準化を見据え、防衛・エネルギー分野も参入

Pixarが25年をかけて開発した3Dシーン記述フレームワーク「OpenUSD」が、エンターテインメント業界の枠を超え、産業インフラとしての地位を確立しつつある。2025年12月の「Core Specification 1.0」策定を契機に、独立したオープン標準へと進化したことで、防衛、エネルギー、ロボティクスなどの分野から参入が相次いでいる。本記事では、国際標準化（ISO）を見据えるOpenUSDの現在地と、産業界における技術的意義を解説する。

■Pixarの第4世代コンポジションエンジン「OpenUSD」とは

OpenUSDは単なるファイルフォーマットと表現されることが多いが、その実態は「コンポジションフレームワーク」である。これは、元のデータを恒久的に上書きすることなく、複数の独立したレイヤーから3Dシーンを組み立てるシステムを指す。

そのアーキテクチャの中心にあるのが「prim（プリミティブ）」の階層構造だ。primはジオメトリ、マテリアル、ライト、物理データなどを格納する名前付きのコンテナであり、USD準拠のアプリケーションが走査できるツリー構造を構成している。primは、頂点座標やマテリアル色などの型付きデータを保持する「属性（attributes）」と、シーン内の他のprimを指し示す「関係（relationships）」という2つのプロパティを持つ。この関係性により、データを複製することなく、メッシュにマテリアルをバインドしたり、キャラクターにリグを割り当てたり、ジオメトリに物理シミュレーションを関連付けたりすることが可能になる。

OpenUSDを特徴づけているのは、複数のレイヤーを合成して「ステージ」（シーンの最終的な解決ビュー）を構築する仕組みだ。各レイヤーは、人間が読めるテキスト形式の「USDA」、高速ロードに最適化されたバイナリ形式の「USDC」、またはiOS、visionOS、Webでの配信向けにZIP圧縮された「USDZ」のいずれかのフォーマットで記述された個別のUSDドキュメントである。これらの複数レイヤーは、リファレンス、サブレイヤー、ペイロード、バリアントセットといった「コンポジションアーク」を介して重ね合わせられ、どのレイヤーの意見を優先して最終ビューを構築するかが決定される。後続のレイヤーによるオーバーライド（上書き）は、元のデータを変更することなく、先行するレイヤーのプロパティよりも優先される。

この非破壊的な性質こそが、スタジオ規模での共同作業を可能にしている。例えば、ライティング部門はモデリング部門のソースジオメトリを変更することなく、アセットのマテリアル色をオーバーライドできる。また、物理シミュレーション部門はリギング部門のリグを変更せずに、キャラクターの関節構造に注釈を追加できる。従来のようにファイルを順番に渡して上書きし合う必要はなく、各部門が同じステージ上で同時に作業を進め、コンポジションエンジンが定義された優先順位に従って競合を解決する。

■「Core Specification 1.0」がもたらした決定的な変化

2025年12月以前、OpenUSDの「仕様」はドキュメントではなくコードの中に存在していた。PixarのC++参照実装が事実上の仕様であり、2つのツール間でコンポジションアークの解決方法に食い違いが生じた場合は、Pixarのコードがどう動作するかを確認するしかなかった。この方式は、ソースコードを読み解くエンジニアリングリソースを持つVFXやアニメーションスタジオの間では機能したが、産業界の調達基準としては通用しなかった。

2025年12月17日、Alliance for OpenUSD（AOUSD）による2年間の開発プロセスを経てリリースされた「Core Specification 1.0」が、この状況を一変させた。同仕様書は、文法とデータ型、ドキュメントデータモデル、コンポジションアルゴリズム、USDA/USDC/USDZのファイルフォーマット定義、そして参照適合性テストを含むコンプライアンスフレームワークの6つの技術領域を、1つの規範的文書として公式に定義した。なお、この仕様の範囲は意図的に限定されており、マテリアル、アニメーションのセマンティクス、物理、レンダリングの挙動などは定義されていない。これらは別のワーキンググループによる仕様に委ねられており、Core Spec 1.0が定義するのは、ソフトウェアがOpenUSD準拠を謳うために最低限実装すべき挙動である。

AOUSDのCore Specificationワーキンググループ議長であり、NVIDIAのプロダクトマネジメントディレクターを務めるアーロン・ルック氏は、「Core Specificationは、仮想世界を大規模に実現する方法を記述するための決定的な構文である。これにより、すべてのツールがそれぞれの得意分野に集中しながら、同じ言語で対話できるようになる」と述べている。

また、AOUSDの議長でありPixarの最高技術責任者（CTO）を務めるスティーブ・メイ氏は、このマイルストーンについて「ISO標準化と、より広範な国際的認知に向けた極めて重要な第一歩である」と指摘した。ISO規格への認定は、単なる名誉ではない。技術仕様がISOに認定されることで、政府の調達契約、国際的な規制枠組み、防衛調達基準などに参照されるようになり、ベンダーがシステムを供給するための適格性を判断する基準となる。

■防衛・エネルギー企業が今、参入する理由

2026年3月に米国の主要な防衛・インテリジェンス請負業者であるBooz Allen HamiltonがAOUSDの一般会員として加入したことは、注目に値する。同社のような企業がオープン標準化団体に参加するのは、単なる理念からではない。同社は「国家安全保障および防衛ワークフロー全体における3Dモデルの統合」におけるOpenUSDの役割を挙げており、これは実利的な計算に基づいている。デジタルツイン技術が実証実験から調達要件へと移行するにつれ、その構築に使用される基礎データフォーマットは、機密プログラムや防衛関連プログラムにおける他のインフラと同様に、標準規格への準拠が求められるようになるためだ。

データセンターや産業施設向けの電気インフラを設計・販売するSchneider Electricも、OpenUSDをベースにした開発を進めている。同社のセキュアパワー部門シニアバイスプレジデント兼CTOであるジム・シモネリ氏は、「OpenUSDは単なるファイルフォーマットではなく、産業間を結ぶ仮想の架け橋である」と明言している。

さらに、製品ライフサイクル管理（PLM）ソフトウェア企業であるArasは、2026年4月にAOUSDに加盟した。同社は、PLMが管理するデジタルスレッドデータと、CERN（欧州合同原子核研究機関）やMicrosoftなどが構築する高精度な3Dシミュレーションを接続することを目指している。物理的なオブジェクトの設計意図レコードとシミュレーション表現をリンクさせるこのユースケースは、エンターテインメント分野とは異なる。シミュレーションとライフサイクルレコードの間で、オブジェクトが何であり、どのように構築され、どのような状態にあるかについて合意が取れている必要がある。OpenUSDの非破壊的なレイヤーモデルは、異なるベンダーのシステム間でこの合意を維持するための有力な手段となる。

■ロボティクス分野との連携：25万人の開発者へリーチ

2025年のSIGGRAPHにおいて、NVIDIAは新しいOmniverseソフトウェア開発キット（SDK）により、Google DeepMindの物理シミュレーション環境「MuJoCo」とOpenUSDの相互運用性を導入したと発表した。MuJoCoはロボット学習研究の標準ツールであり、ロボットの運動学、衝突判定、物理特性の定義に独自のXMLベースのフォーマット「MJCF」を使用している。これらの定義をUSDに変換できるようになったことで、ロボットの設計データをゼロから再構築することなく、Omniverseベースのシミュレーション環境やデジタルツインプラットフォーム、製造ソフトウェアにシームレスに流し込めるようになった。NVIDIAによると、この新しいブリッジにより、25万人以上のMJCFロボット学習開発者が相互運用性の恩恵を受けたという。

また、2025年にリリースされたNVIDIAの「Isaac Sim 5.0」では、シミュレーションと現実のギャップ（シミュレーション内で訓練されたロボットが、物理的なハードウェアに展開されたときに異なる挙動を示す問題）を縮めるために設計された、新しいOpenUSDベースのロボットおよびセンサーのスキーマが追加された。

■キャラクターとアニメーション：残された課題

OpenUSDの産業界における野心に対して、仕様策定が依然として追いついていない領域が、動的でアニメーション化されたコンテンツである。骨格キャラクターリグ、ブレンドシェイプの変形、ツール間のインタラクティブな挙動などは、双方がUSD対応を謳っていても、実務においては依然として互換性がないケースが多い。

これに対し、AOUSDは2026年3月25日に「Characters, Motion, and Interactivity（CMI）インタレストグループ」の設立を発表した。同グループの任務は、OpenUSDをスケルタルアニメーション、ブレンドシェイプ、インタラクティブな挙動へと拡張することだ。Pixarのシティーオーであるスティーブ・メイ氏は、「Core Spec 1.0という土台が整った今、業界の関心は、動的で複雑なコンテンツのための共同戦略へと移行している」と、この課題を率直に認めている。

技術的な根本問題は、静的なジオメトリのオーバーライドを中心に設計されたUSDのコンポジションモデルが、キャラクターアニメーションに必要な時間サンプリングされたリグ駆動データを自然に処理できない点にある。CMIグループの取り組みは、キャラクターデータを静的シーンと同じレイヤー化された非破壊モデルに統合するスキーマを定義することだ。これにより、映画制作パイプライン向けに構築されたデジタルヒューマンを、手作業による再調整なしに、リアルタイムの産業用シミュレーションに直接投入できるようになる。

■既知の技術的制約：スキーマの断片化とロード時間

OpenUSDの拡張性の高さは、主要な技術的リスクでもある。仕様上、ベンダーがロボティクスの関節パラメータ、AEC（建築・エンジニアリング・建設）メタデータ、ライブリンクストリーミングプロトコルなどのドメイン固有データ向けにカスタムスキーマを定義できるため、Core Spec 1.0に準拠した2つのファイルであっても、互いのアプリケーションが認識しないスキーマに依存している場合は相互運用できない可能性がある。

AOUSDの適合性テストフレームワークは、この問題に対処するために設計された。Core Spec 1.0は最小限の準拠要件を定めているが、ベンダーが自社のエコシステム内でのみ動作するスキーマ拡張を追加することを完全に防ぐことはできない。現在、物理、マテリアル、そしてCMIの各ワーキンググループがドメイン固有の仕様を開発しており、これらが広く採用されれば、それぞれの領域における断片化リスクは軽減される。しかし、これらの仕様がCore Spec 1.0と同等の承認ステータスに達するまでは、このギャップは残り続ける。

もう一つの実用的な性能制約は、シーンのロード時間がオープンするファイル数に比例して増加することだ。大規模な産業環境でよく見られる、数千個の個別アセットを参照するコンポジションでは、ファイルオープンのオーバーヘッドが累積し、ステージのロード速度が著しく低下する可能性がある。Pixarの公式ドキュメントでは、この影響を緩和するために、パブリッシュ時にレイヤーを結合（コラプス）することを推奨している。これは、多数のレイヤーによるワークフローの柔軟性と、ファイル数削減による実行時の効率性とのトレードオフとなる。

■OpenUSDとglTF：競合ではなく補完関係

よくある誤解として、OpenUSDとKhronos Groupの3D転送フォーマット「glTF」との関係が挙げられる。これら2つの規格は競合するものではなく、同じパイプライン内で異なる役割を担っている。OpenUSDは制作環境内でのオーサリング（作成）と相互交換のために設計されており、すべてのレイヤー、オーバーライド、バリアント、リファレンスを含む、合成されたシーンの複雑な情報すべてを保持する。一方、glTFは配信向けに設計されており、完成したアセットをWebブラウザ、モバイルアプリ、またはリアルタイムレンダラーに送信するための軽量で効率的なフォーマットである。AOUSDとKhronos Groupは正式な連絡関係（リエゾン）を構築して両規格の整合性を図っており、OpenUSDをオーサリング環境とし、そこから下流への配信向けにglTFを出力するという連携が進められている。

■「Core Specification 1.1」で追加される機能

現在開発中の「Core Specification 1.1」では、1.0で残された課題への対処が計画されている。これには、OpenUSD v26.03の実験的なキャラクターリギング拡張で基礎が築かれたアニメーション機能のほか、大規模で複雑なシーン向けのスケーリング機能、拡張された適合性テストガイドラインが含まれる予定だ。

2026年3月25日にリリースされた「OpenUSD v26.03」では、実世界の環境をポリゴンメッシュではなく体積的なポイントクラウド表現として再構築する技術「3D Gaussian Splatting」のネイティブサポートも追加された。「UsdVolParticleField3DGaussianSplat」スキーマとしてエンコードされたこの機能により、写真のようにリアルな体積再構築データを、従来のUSDジオメトリと同じシーンブラウザ内に共存させ、同一のレイヤー化、リファレンス、シミュレーションワークフローに参加させることが可能になった。

1.1以降のロードマップでは、ジオメトリ、マテリアル、物理に関するドメイン固有の仕様がさらに技術的に深掘りされる予定であり、これらはデジタルツインに依存する様々な産業において、より高精度な物理シミュレーションを行うためのビルディングブロックとなる。

■ISO認定により、OpenUSDは調達要件になるか

自動的かつ即座にそうなるわけではない。ISOの承認には、国内の標準化団体を通じて国際標準化機構（ISO）に仕様を提出し、正式な採用に向けた審査を受ける必要がある。AOUSDが、ISO認定への道筋を提供するように特別に組織されたLinux Foundationの関連団体「Joint Development Foundation」の傘下に置かれているのは、意図的な選択であった。ISO規格に認定されれば、政府機関、防衛関連機関、規制産業が、品質管理や情報セキュリティ、製造プロセス管理のISO規格が今日の企業・政府契約で参照されているのと同様に、調達仕様書に「OpenUSD準拠」を必須要件として書き込めるようになる。

この境界線が重要である理由は、多くの産業組織や防衛組織が、公開され承認された標準規格にしか準拠できないためだ。Core Spec 1.0が策定されるまでは、調達担当者が参照できる基準が存在しなかったが、今やそれが手元にある。

■注目ポイントQ&A

●OpenUSDとは何ですか？通常の3Dファイルフォーマットと何が違うのですか？

OpenUSD（Universal Scene Description）は、単なるファイルフォーマットではなく、3Dシーンの「コンポジションフレームワーク」です。FBXやOBJなどのフォーマットが3Dアセットの静的なスナップショットを1つだけ表現するのに対し、OpenUSDは複数のシーンデータのレイヤーを非破壊的に合成して1つの「ステージ」と呼ばれるビューを構築します。元のデータを変更せずに後からプロパティを上書きできるため、複数のチームが同じシーンで同時に並行作業を行えます。

●Core Specification 1.0では、具体的に何が定義されたのですか？

文法とデータ型、ドキュメントデータモデル、コンポジションアルゴリズム、USDA/USDC/USDZのファイルフォーマット仕様、そして参照テストを含む適合性フレームワークの6つの領域が定義されました。マテリアル、アニメーション、物理、レンダリングの挙動などは含まれておらず、これらは別のワーキンググループで開発中です。1.0の目的は、異なるベンダーのツール間で一貫したデータ交換を行うための、最低限必要な準拠基準を確立することにあります。

●OpenUSDにとって、なぜISO標準化が重要なのですか？

ISOに認定されることで、政府機関、防衛分野、規制の厳しい産業において、調達契約時の必須要件として「OpenUSD準拠」を指定できるようになるためです。防衛やエネルギーなどの重要インフラ分野の組織は、国際的に承認された標準規格しか採用できないケースが多く、ISO化はこれらの巨大市場への本格参入を可能にする鍵となります。

●OpenUSDの現在の技術的な課題は何ですか？

主に2つの課題があります。1つ目は、独自のカスタムスキーマを追加できる拡張性の高さゆえに、異なるツール間で互換性が失われる「断片化（スキーマの分岐）」のリスクです。2つ目は、参照するファイル数が増えるほどシーンのロード時間が長くなる性能上の制約であり、大規模な産業用シーンではパブリッシュ時にレイヤーを結合するなどの対策が必要になります。

元記事: OpenUSD Reaches Industrial Scale: Pixar 3D Standard Eyes ISO Ratification