NVIDIA hat mit USD BRep einen NURBS- und BRep-basierten Geometriekern als Open Source veröffentlicht. Die Technologie ermöglicht die mathematisch exakte Beschreibung und Bearbeitung von 3D-Körpern und könnte insbesondere für neue CAD-Anwendungen, automatisierte Konstruktionsprozesse und KI-basierte Engineering-Systeme interessant werden.
Mit Version 1.0.0 hat NVIDIA am 8. Oktober 2026 das Projekt USD BRep öffentlich bereitgestellt. Die Bibliothek steht unter der Apache-2.0-Lizenz und kann sowohl über C++ als auch über Python angesprochen werden. Hinzu kommt eine direkte Anbindung an OpenUSD.
Damit stellt NVIDIA Entwicklern einen wesentlichen Bestandteil zur Verfügung, der normalerweise tief im Inneren einer CAD-Software arbeitet: einen sogenannten Geometriekern.
Was ist ein Geometriekern?
Ein Geometriekern ist vereinfacht gesagt die mathematische Grundlage einer CAD-Anwendung.
Wird beispielsweise in einem CAD-Programm ein Quader erzeugt, eine Bohrung eingebracht oder eine Kante verrundet, muss die Software nicht nur darstellen, wie das Bauteil aussieht. Sie muss auch exakt wissen, aus welchen Flächen, Kanten und Punkten der Körper besteht und wie diese geometrisch miteinander verbunden sind.
Genau dafür sind sogenannte Boundary-Representation-Modelle – kurz BRep – zuständig.
Im Gegensatz zu einfachen Polygonmodellen besteht ein solcher Körper nicht lediglich aus vielen kleinen Dreiecken. Flächen und Kurven können mathematisch exakt beschrieben werden. USD BRep nutzt dafür unter anderem NURBS-Flächen, B-Spline-Kurven und analytisch definierte Geometrien.
Das ist eine wichtige Voraussetzung für technische Konstruktion.
Hinter USD BRep steckt SMLib
Der eigentliche Modellierungskern innerhalb des Projekts heißt SMLib.
Dabei handelt es sich nicht um eine vollständig neu entwickelte NVIDIA-Technologie. SMLib existiert bereits seit vielen Jahren und baut wiederum auf der NURBS-Bibliothek NLib auf.
Die Ursprünge von NLib gehen auf Arbeiten von Wayne Tiller und Les Piegl zurück, die auch das bekannte Fachbuch The NURBS Book veröffentlicht haben. Die Technologie wurde später von Solid Modeling Solutions weiterentwickelt. NVIDIA dokumentiert diese Historie selbst.
SMLib verfügt bereits über zahlreiche Funktionen, die für einen CAD-Kern typisch sind. Dazu gehören unter anderem boolesche Operationen, Verrundungen, Sweeps, Shell- und Offset-Funktionen sowie Kurven-, Flächen- und Polygonoperationen.
NVIDIA macht mit USD BRep somit keinen einfachen 3D-Viewer öffentlich zugänglich, sondern stellt Entwicklern eine echte Grundlage für geometrische Modellierungsfunktionen zur Verfügung.
Der interessante Teil: die Verbindung mit OpenUSD
Besonders interessant ist die Verbindung zu OpenUSD.
OpenUSD wurde ursprünglich von Pixar entwickelt und hat sich inzwischen zu einer wichtigen Technologie für den Austausch komplexer 3D-Szenen entwickelt. NVIDIA setzt das Format unter anderem intensiv innerhalb seiner Omniverse-Plattform ein.
USD BRep erweitert diesen Ansatz um technisch exakte CAD-Geometrien.
Die Bibliothek kann BRep-Daten direkt in OpenUSD-Strukturen schreiben und daraus wieder einlesen. NVIDIA stellt dafür eine eigene Integrationsschicht bereit.
Damit können innerhalb eines USD-basierten Workflows nicht nur visualisierte Polygonmodelle, sondern auch Informationen über die tatsächliche mathematische Geometrie eines Bauteils verarbeitet werden.
Gerade für digitale Zwillinge, Simulationen oder Engineering-Anwendungen kann dies interessant werden.
Warum Python für KI interessant ist
Neben einer C++-Schnittstelle stellt NVIDIA auch Python-Bindings bereit.
Das könnte insbesondere bei automatisierten und KI-basierten CAD-Prozessen eine Rolle spielen.
Ein KI-System müsste damit nicht ausschließlich ein 3D-Modell als Polygonnetz erzeugen. Es könnte theoretisch direkt geometrische Operationen aufrufen – beispielsweise einen Körper erzeugen, zwei Körper miteinander verbinden, eine Aussparung durchführen oder eine Fläche bearbeiten.
Der Unterschied ist erheblich:
Ein KI-generiertes Bild eines Bauteils sieht lediglich wie eine Konstruktion aus.
Ein mathematisch korrekt aufgebauter BRep-Körper kann dagegen in weiteren technischen Prozessen verwendet und weiterbearbeitet werden.
Gerade bei der Entwicklung sogenannter Engineering Agents, die künftig Konstruktionsaufgaben teilweise automatisiert durchführen sollen, könnte ein frei verfügbarer und über Python steuerbarer Geometriekern deshalb eine interessante Grundlage darstellen.
Open Source senkt die Einstiegshürde
Ein weiterer Punkt ist die Lizenzierung.
Das Repository steht unter der Apache License 2.0. Damit kann der Quellcode grundsätzlich auch für eigene und kommerzielle Entwicklungen verwendet und verändert werden, sofern die Bedingungen der Lizenz eingehalten werden.
Für Start-ups, Forschungseinrichtungen oder Softwareentwickler entfällt damit zunächst eine erhebliche Einstiegshürde.
Professionelle CAD-Geometriekerne gehören traditionell zu den technisch anspruchsvollsten Komponenten einer CAD-Anwendung. Viele Softwarehersteller greifen deshalb auf etablierte kommerzielle Technologien zurück oder verwenden Open-Source-Lösungen wie Open CASCADE.
Mit SMLib kommt nun eine weitere frei verfügbare Alternative hinzu.
Noch kein Ersatz für etablierte CAD-Kerne
Trotzdem sollte die Veröffentlichung nicht überbewertet werden.
Dass der Quellcode verfügbar ist, bedeutet nicht automatisch, dass SMLib kurzfristig etablierte Geometriekerne in bestehenden professionellen CAD-Systemen ersetzen wird.
Gerade bei komplexer Geometrie sind Robustheit und jahrzehntelang getestete Sonderfälle entscheidend.
Auch beim jungen öffentlichen USD-BRep-Projekt werden bereits Fehler und Sonderfälle dokumentiert. Im GitHub-Issue-Tracker finden sich beispielsweise Meldungen zu Sweeps, Verrundungen und booleschen Operationen.
Die Veröffentlichung ist deshalb zunächst vor allem für Entwickler, Forschung und neue Anwendungen interessant.
Fazit
Mit USD BRep stellt NVIDIA erstmals einen vollständigen NURBS- und BRep-basierten Solid-Modelling-Kern aus seinem Umfeld unter einer offenen Apache-2.0-Lizenz bereit.
Die eigentliche Bedeutung liegt dabei weniger darin, dass künftig jeder ein eigenes CAD-System entwickeln könnte. Interessanter ist die Kombination aus exakter CAD-Geometrie, OpenUSD, C++ und Python.
Damit entsteht eine frei verfügbare technische Grundlage, über die CAD-Geometrie leichter in automatisierte, simulationsbasierte und künftig möglicherweise verstärkt KI-gesteuerte Engineering-Workflows eingebunden werden kann.
Ob USD BRep langfristig auch für klassische CAD-Software eine größere Rolle spielen wird, muss sich erst zeigen. Für die Entwicklung neuer CAD- und KI-Anwendungen ist die Öffnung des Geometriekerns jedoch eine bemerkenswerte Entwicklung.
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