Облака точек заменят полигоны Игорь Осколков
Облака точек заменят полигоны
Игорь Осколков
Компания Unlimited Detail продемонстрировала новую технологию рендеринга трёхмерных сцен. Её уникальность заключается в том, что она позволяет обсчитывать сложнейшие сцены силами исключительно центрального процессора — без использования видеокарты. Более того, разработчики заявляют, что вовсе не обязательно использовать самые мощные процессоры. Звучит не слишком правдоподобно, но демонстрация технологии не может не впечатлять.
Разработка Unlimited Detail ведётся с 2004 года, а выход первой версии намечен на 2011 год. На данный момент доступна всего пара демонстрационных роликов с кратким рассказом о принципах работы новой технологии и сравнением с уже существующими методиками. Технические же подробности раскрываются крайне скудно. Также нет никакого демонстрационного приложения, которое можно было бы запустить на своём компьютере и воочию убедиться в достоинствах Unlimited Detail. Зато в ролике показывается красивая сцена, которая состоит из восьми миллиардов точек. Причём отрисовывается она со скоростью 25 кадров в секунду всего на одном ядре процессора.
http://www.youtube.com/watch?v=Q-ATtrImCx4
Так как же всё это работает? В рассказе разработчики красочно описывают недостатки современной трёхмерной графики, которая базируется на полигонах. В пример приводится относительно невысокая детализация и угловатость объектов. В современных видеокартах эти ограничения обходятся с помощью различных ухищрений – например, тесселяции, которая наконец-то появилась в DirectX 11.
Разработчики Unlimited Detail предлагают отказаться от полигонов вообще, а вместо них использовать так называемое «облако точек» (point clouds), которые по своей сути очень напоминают воксели — трёхмерный аналог пикселей. Вся сцена состоит как раз из таких точек. Преимущество новой технологии заключается в том, что любой объект можно отрисовывать максимально подробно. При использовании полигонов такого достичь практически невозможно. Разработчики даже заявляют о возможности бесконечной детализации. Тут, правда, стоит оговориться — бесконечное число точек должно потребовать для хранения бесконечный объём памяти, а на их отрисовку уйдёт бесконечное время. Так что не будем пытаться интерпретировать слова авторов технологии слишком буквально.
При ближайшем рассмотрении Unlimited Detail возникает много вопросов. В ролике показывается сцена, которая состоит из 8-ми миллиардов точек. Каждая точка должна иметь как минимум координаты и цвет. Получается, что сцена в чистом виде занимает пару-тройку десятков гигабайт. Причём доступ к этому объёму памяти должен быть очень быстрым. Так что вариант чтения данных с жёсткого диска отпадает, и весь этот массив должен храниться в оперативной памяти. Это в теории. На практике разработчики заявляют, что они придумали некий уникальный алгоритм сжатия «облака точек». Опять-таки, никаких подробностей о нём нет.
Теперь самое интересное – как разработчикам удалось добиться столь высокой скорости отрисовки. Секрет объясняется довольно просто – на экран выводятся только те точки, которые в данный момент должен увидеть пользователь. Например, разрешение экрана составляет 1024x768, то есть надо отрисовать всего-то 786432 точек. С такой задачей, действительно, может справиться даже Intel Atom. Настоящая задача — из миллиардов точек выбрать только те, которые нужно вывести на дисплей. В этом-то и заключается главное ноу-хау Unlimited Detail. Разработчики заявляют, что придумали очень быстрый алгоритм поиска по массиву точек.
Брюс Делл, директор компании Unlimited Detail, сетует, что современные видеокарты только и делают, что занимаются обсчётом полигонов. При этом их производительность растёт всего на 22% в год, и пора бы уже прекратить эту бессмысленную гонку. Он искренне верит, что новая технология в буквальном смысле убьёт весь рынок видеокарт и профессиональных графических ускорителей. Он также надеется, что в течение 16-ти месяцев на рынке уже появятся первые игры на базе Unlimited Detail.
NVIDIA и ATI на удивление спокойно отреагировали на столь смелые заявления. Точнее, обе компании просто проигнорировали их. В чём же дело? Даже если предположить, что разработчикам Unlimited Detail действительно удалось создать алгоритмы сжатия и поиска точек, то всё равно остаётся очень много неясных моментов.
Например, сцена из ролика по размерам намного меньше, чем уровень в любой современной игре. Отдельная локация из, к примеру, Bioshock будет состоять из десятков, а то и сотен миллиардов точек. Сколько это будет в гигабайтах? Сложно представить. Для традиционных игр все технологии давно отработаны. Координаты полигонов занимают не так много места, текстуры прекрасно сжимаются, а все красоты делаются при помощи шейдеров и прочих ухищрений.
Вопросы вызывает и возможность моделирования световых эффектов в облаке точек: прозрачности, отражения, преломления, бликов и так далее. За все эти эффекты в полигональной графике отвечают именно шейдеры. Теоретически, различными ухищрениями реализовать их можно и для точек, но это приведёт к резкому росту нагрузки на процессор. А ведь настоящей игре нужно тратить ресурсы и на искусственный интеллект, физические модели объектов, их взаимодействие и многое другое. Вся эта нагрузка обычно ложится именно на центральный процессор. Конечно, всё вышеперечисленное можно рассчитывать и на видеокартах (при помощи PhysX, например), но какой тогда смысл в Unlimited Detail?
Не стоит забывать, что все эти облака точек — это всего лишь разновидность вокселей. Их, в свою очередь, очень сложно анимировать. Отчасти по этой причине воксели нечасто применяются в игровой индустрии. Другая проблема вокселей — слишком высокие требования к ресурсам компьютера. В демонстрационном ролике Unlimited Detail представлена всего лишь статичная сцена. Вообще, эта технология в чём-то напоминает другой известный продукт — ZBrush. «Unlimited Detail внешне очень похожа на воксели, но с хитрым алгоритмом отсечения, — комментирует преподаватель компании Real Time School Вадим Борзенко, — Не исключено, что разработчики в далёком 2004-ом году вдохновились ранней версией ZBrush. Вопрос в том, как они хранят данные и осуществляют поиск по ним».
Наконец, нельзя не упомянуть экономический аспект. На разработку игр сейчас тратятся десятки миллионов долларов. Существует огромный штат специалистов. Большинство средств разработки созданы с учётом полигональной технологии. Почти все алгоритмы трёхмерной графики работают именно с ними. Игровая индустрия банально может оказаться не готовой к такой резкой смене ориентиров. Разработчики Unlimited Detail признаются, что на данный момент даже нет никаких утилит, которые могли бы конвертировать традиционные трёхмерные модели в облака точек. Небольшие студии могут относительно быстро перейти на новую технологию, но таким грандам как, например Electronic Arts, переход обошёлся бы в гигантские суммы.
Существует ещё один очень тонкий нюанс. При разработке игр принято использовать относительно простые модели объектов, а затем доводить их внешний вид до приемлемого с помощью различных технологий. Такой подход позволяет за короткие сроки создавать достаточно детализированные модели. В случае с Unlimited Detail всё гораздо сложнее. Каждый объект придётся вручную создавать с очень высокой детализацией. Чем детальней надо представить такой объект, тем больше времени уйдёт на отрисовку.
Unlimited Detail – действительно очень интересный проект. Но до выхода SDK и первых приложений говорить о перспективах рано. Брюс Делл надеется, что его детище приживётся не только на приставках и ПК, но и на мобильных устройствах. Также сейчас ведутся переговоры о коммерциализации технологии. Разработчики надеются, что в будущем они смогут договориться о сотрудничестве с каким-нибудь из крупных вендоров: ATI, NVIDIA или Intel. Но пока сама мысль о том, что видеокарты в скором времени исчезнут, кажется чересчур наивной. Слишком много сил и времени было вложено в эту индустрию, чтобы в один прекрасный миг какая-то мелкая австралийская компания уничтожила её.
К оглавлению
Более 800 000 книг и аудиокниг! 📚
Получи 2 месяца Литрес Подписки в подарок и наслаждайся неограниченным чтением
ПОЛУЧИТЬ ПОДАРОКЧитайте также
Когда наступит эра сверхчётких дисплеев Игорь Осколков
Когда наступит эра сверхчётких дисплеев Игорь Осколков Опубликовано 25 июня 2010 года Во время презентации на WWDC 2010 глава Apple Стив Джобс с особой гордостью рассказывал о новом экране iPhone 4 — так называемом Retina Display. Попутно он заявил, что аналогичного
Зачем Google «убил» Nexus One Игорь Осколков
Зачем Google «убил» Nexus One Игорь Осколков Опубликовано 23 июля 2010 года Компания Google, как и было обещано пару месяцев назад, объявила о прекращении продаж своего смартфона Nexus One в онлайновом магазине. Согласно сообщению в официальном блоге 16 июля 2010 года
Обзор принтера HP Officejet Pro 8000 Enterprise Игорь Осколков
Обзор принтера HP Officejet Pro 8000 Enterprise Игорь Осколков Опубликовано 03 мая 2011 года Лазерные принтеры давно и прочно удерживают хорошие позиции в области решений для корпоративной печати. Росту их популярности способствовали низкая стоимость, а также
Compaq Mini 311 — ION’изированный нетбук Игорь Осколков
Compaq Mini 311 — ION’изированный нетбук Игорь Осколков Нетбук Compaq Mini 311 известен также под именем HP Mini 311. Эти модели, по сути, ничем не отличаются друг от друга — просто предназначены для разных рынков. Ладно, ближе к делу.Выглядит нетбук симпатично, но… Чёрная глянцевая крышка с
Защищённая флэшка Runtex Samurai Игорь Осколков
Защищённая флэшка Runtex Samurai Игорь Осколков Российских компаний, которые создают высокотехнологичную продукцию для обычного потребителя, причём занимающихся именно разработкой, а не на наклеиванием своих логотипов на китайский ширпотреб, не слишком много. Вопрос о
USB 3.0 — сделаем это по-быстрому! Игорь Осколков
USB 3.0 — сделаем это по-быстрому! Игорь Осколков Окончательные спецификации USB 3.0 были приняты организацией USB Implementation Forum ещё в ноябре 2008 года, однако первые устройства с поддержкой нового интерфейса стали появляться лишь недавно. Как же развивался USB, и чего нам ждать от
Обзор интернет-устройства Viliv S5 Игорь Осколков
Обзор интернет-устройства Viliv S5 Игорь Осколков К извечному вопросу "Чем отличается смартфон от коммуникатора?" не так давно прибавился ещё один: "Как отличить нетбук от субноутбука или просто маленького ноутбука?". Ну а теперь вредные маркетологи придумали ещё и
Игорь Осколков Обзор нетбука Manli iii M3
Игорь Осколков Обзор нетбука Manli iii M3 Первые прототипы нетбуков Manli iii (видимо, название выбирали по аналогии с ASUS eee) были представлены на выставке Computex 2009 и вызвали определенный интерес у посетителей. Разработчики, судя по всему, решили заработать на популярности
ARM-процессоры и смартбуки Игорь Осколков
ARM-процессоры и смартбуки Игорь Осколков Мне уходящий год запомнился, как ни странно, очередным витком прогресса в области развития электронных компонентов для сверхкомпактных потребительских устройств, вроде смартфонов и нетбуков. А также появлением новых классов
Тест ноутбука HP ProBook 5320m Игорь Осколков
Тест ноутбука HP ProBook 5320m Игорь Осколков Опубликовано 24 февраля 2011 года HP ProBook 5320m — это современный ноутбук, ориентированный на бизнес-пользователей. Он отличается строгим, буквально-таки суровым дизайном, но, тем не менее, не лишён определённой
Клавиатура Thermaltake Challenger Pro для геймеров Игорь Осколков
Клавиатура Thermaltake Challenger Pro для геймеров Игорь Осколков ОпубликованоИгорь Осколков Компания Thermaltake давно славится своими системами охлаждения, корпусами и блоками питания. А совсем недавно в компании решили расширить ассортимент своей продукции и
Обзор ноутбука HP TouchSmart tm2-2050er Игорь Осколков
Обзор ноутбука HP TouchSmart tm2-2050er Игорь Осколков Опубликовано 01 марта 2011 года HP TouchSmart tm2-2050er сразу привлекает внимание своим неординарным дизайном. Корпус устройства практически полностью металлический, цвет металла может в зависимости от освещения
Amazon сдает в аренду суперкомпьютеры Игорь Осколков
Amazon сдает в аренду суперкомпьютеры Игорь Осколков Опубликовано 16 июля 2010 года Теперь Amazon предлагает так называемые CCI (Cluster Compute Instances). По сути, в аренду сдаются мощности большого числа стандартных стоечных серверов. При этом сохраняется
Обзор планшета ViewSonic ViewPad 10 Игорь Осколков
Обзор планшета ViewSonic ViewPad 10 Игорь Осколков Опубликовано 22 марта 2011 года Начать рассказ о ViewSonic ViewPad 10 можно было бы со ставшей уже стандартной фразы о том, что компания Apple «неожиданно» для всех открыла новый рынок — рынок планшетов — и тут же стала
Мобильное ТВ от «Билайн» — дождались! Игорь Осколков
Мобильное ТВ от «Билайн» — дождались! Игорь Осколков Почему дождались? Потому, что история с мобильным телевещанием в формате DVB-H очень долгая и непростая. Стандарт был принят в 2004 году, и через пару лет посыпались заявления, что официального запуска ждать осталось совсем