Инфицированы будущим
При поддержке

Прогностика — наука для предсказания будущего. Философия ставит две проблемы прогнозирования (футурологии): первая — будущее не существует как объект, вторая — прогнозирование как исследование тенденций развития бытия — не есть наука. В то же время любая теория, любая форма общественного сознания предполагает размышления о будущем, без надежды на будущее нет смысла настоящего.

Архив → 3d в нашем мире

Привет вновь ожившим.

 

Сегодня я хотел бы рассказать про то, что нас окружает и постепенно вливается в глубины нашей жизни, а именно про 3d.

 boy_1.jpg

 

Истоки и настоящее

 

Видеокарты

 

Само направление 3d моделирования и в частности анимации постоянно сопутствовало развитие ЭВМ.  Я упущу давний момент развития стереоскопии, так как это лишь косвенно относится к теме.

 

Первые попытки осуществить трехмерную графику были задолго до появления первых видеокарт, и осуществлялась программно, что довольно сильно грузило процессоры 90-ых.

 

Но в первой половине 90 различные компании начали пробовать себя в создании 3d-аксселераторов, но назвать это полноценными видеокартами еще было нельзя.

 

В далеком 1994 году образовалась компания 3dfx, многим она знакома по своим легендарным продуктам серии VooDoo. Долгое время 3dfx остается лидером продаж 3d-аксселераторов, предоставляет самые передовые технологии построения 3d моделей.

 

В 1997 году компании Nvidia и ATI выпускают свои революционные ускорители, которыми пытаются заменить 3dfx на вершине славы. Но не все получается успешно, Nvidia выпускает настолько мощный ускоритель, что не успевают другие детали ПК, а у ATI – «сырые» драйвер. В обоих случаях ускорители не оправдывают своих цен и не могут показать весь свой потенциал.

 

За все это время мощность чипов растет пропорционально росту других технологий. Например, nVidia RIVA 128 – 128 битный Direct3D-процессор,а VooDoo3 4000 поддерживала уже AGP 4x и 32-битный цвет.

 

3dfx, видя на что способны ее конкуренты, поглощает несколько мелких компаний по производству чипов и часть фабрик Nvidia, что дает необычайный прирост мощности компании, а вследствие чего и популярности.

 

Но к 1999 году прогресс развился настолько, что технологии 3dfx уже не позволяли им конкурировать с Nvidia или ATI. Случился огромный отток кадров, и компания почти что умерла.

 

Революционный Nvidia GeForce 256 делает финальный удар в тело 3dfx и 3dfx отходит от рынка. Параллельно ATI выпускает аналогичный ускоритель, но работающий на DDR памяти.

 

3dfx еще некоторое время пытается вернуть былую славу, но безрезультатно и в 2000 году была полностью куплена Nvidia.

 

Приблизительно с того момента началась основная гонка Nvidia с ATI, которая продолжается и в данный момент.

 

Софт

 

Если с видеокартами, как с обязательным пунктом в 3d, мы разобрались, то как дела обстояли с софтом, а именно с программами для 3d моделирования..

 

На данный момент компания Autodesk является практически монополистом в сфере софта для 3d моделирования. Конкуренцию может составить только Z-Brush, но, наверное, из-за совершенно другой реализации процесса, но, насколько мне известно, Z-Brush используется больше как инструмент постобработки моделей.

 

Компания Autodesk зародилась в 1982 году, у которой основным продуктом был - AutoCAD – программа для проектирования и черчения. В начале 90-ых начались активные разработки специализированных версий AutoCAD для различных областей.

 

Другими основными продуктами являются:

 

Autodesk 3ds Max — программа для моделирования, анимации, рендеринга и композитинга

 

Autodesk Maya — решение для 3D моделирования, анимации и рендеринга, используемое при создании фильмов, телепрограмм, игр и дизайн-проектов.

 

Autodesk Softimage — программа для 3D-анимации персонажей и создания визуальных эффектов. Используется преимущественно при создании кино, видеоигр, а также в рекламной индустрии.

 

В этих программах создается большинство фильмов со спец эффектами, игр, например в Softimage - рисовался Аватар, Трансформеры и игра Crysis (это список далеко не полный, с полным списком можно ознакомиться на Википедии в соответствующих разделах), которые в представлении не нуждается. Как понимаете, программы - мощнейшие.

 

Мониторы

 

Видов мониторов, которые способны вывести пользователю стерео или 3d картинку, не так уж и много. Это:

 

Автостереоскопические дисплеи

 

Данная технология, на сегодняшний момент, не может позволить комфортный просмотр изображений, поэтому не пользуется большой популярностью. Существует множество технологий достижения автостереоскопии, но, пока, ни одна не оправдывает свою сложность осуществления результатом.

 

Плюсы:

 

Не требует никаких дополнительных аксессуаров

 

Без потерь

 

Полная переносимость людьми

 

Минусы:

 

Небольшие углы просмотра

 

Высокая стоимость

 

С активными очками

 

Используются затворные очки в сочетании со специальным дисплеем (увеличена частота обновления экрана в 2 раза)

 

Плюсы:

 

Практически любые углы обзора

 

Без потерь

 

Минусы:

 

Потребность в очках

 

У некоторых людей появляется неприятные ощущения после длительного просмотра

 

С пассивными очками

 

Используются поляризационные очки

 

Плюсы:

 

Практически любые углы обзора

 

Полная переносимость

 

Минусы:

 

Потребность в очках

 

Потеря разрешения (в 2 раза)

 

Объемные

 

Используются сложные системы зеркал и различных техник отображения для достижения показа 3-д объектов

 

Плюсы:

 

Практически любые углы обзора

 

Полная переносимость

 

Отсутствие каких либо дополнительных аксессуаров

 

Минусы:

 

Громоздкость конструкции, вследствие чего ограниченность в размерах изображения

 

Высокая цена

 

Голографические

 

Отдельного упоминания заслуживают голографические дисплеи. Насколько знаю, единственным производителем таких дисплеев является Zebra Imaging. Технологии не рассказываются, известно лишь то, что спонсирует их DARPA, и сам факт этого уже что-то значит. Ни одной видео презентации работающего дисплея в интернете нет, но на сайте  сказано, что в 2010 году был представлен полноцветный монитор с возможностью маштабирования (я не уверен, но scalable значит именно это) и сенсорным вводом с помощью технологии LIDAR. В свободном доступе есть видео презентации их голограмм, и они впечатляют

 

тут можно ознакомиться со всем списком видео, что есть.

 

Плюсы:

 

Отсутствие каких либо аксессуаров

 

Полная переносимость

 

Настоящее 3d, а не стерео

 

Минусы:

 

Ожидаемая огромная цена

 

Будущее

 

Даже на данный момент развития технологий 3d, моделирование позволяет создать полностью фотореалистичный объект так, что бы человек ни смог отличить от реальности. Рассказы в которых люди большую часть своей жизни проводили в виртуальном мире скоро могут стать реальностью. Уже все готово, осталось создать глобальный проект и может через десяток лет человек проснувшись будет думать где он, в виртуальности или в реальности. Вспомните трилогию Сергея Лукьяненка «Лабиринт отражений» с его Глубиной…

 

Представьте как это быть человеком, который нарисует то, во что будут верить миллионы, или даже миллиарды. 3d настолько влилось в наш мир, что порой в фильмах теряешь ту грань на которой заканчивается реальные действия и начинаются манипуляции аниматоров. Взять же тот Inception Нолана, или Аватара Кемерона, то если закрыть глаза на невозможность, уровень графики и реализма – на высоте. А если смотреть это кино в IMAX-е, где идеальные условия для «погружения» в атмосферу кино, то можно запросто забыться.

 

С дальнейшим развитием технологий и скорости обработки данных, в нашем случае рендеринга, станут возможным реалтаймовые фотореалистичные миры, которые будут рендериться у вас на машине вне ваших глаз. Даже не нужна идеальная фотореалистичность, вспомните старые игры, в которых спустя 5 минут забываешь про всякие новые DX11 и PhysX. А зная характер и наклонности человека, то при первой возможности такой мир будет создан, где будет править анархия, прямо как в интернете, но только на виртуальной Земле.

 

Глубина-глубина, я не твой,

 

отпусти меня, глубина...

 

Комментируйте, обсуждайте, высказывайте свое мнение :)

  8

Комментарии

Глубина погружения лишь косвенно зависит от графики, в том числе - 3D. Кто из нас не зачитывался книгой, где графики вообще нет? Кто не пытался "заглянуть за угол" в Думе?

Вспомните фильмы-ужастики, где вы в реальности услышите пугающие звуки используемые в них? Нигде. Это страшно потому, что мы привыкли, что за подобными звуками в фильмах выскакивает злодей с ножом.

Объективная реальность имеет лишь опосредованное отношение к тому, что мы видим. Мы видим не реальность, мы видим картинку с сетчатки глаза, обработанную нашим мозгом, разбитую на объекты, каждый из которых наделяется свойствами взятыми из нашей памяти.

Таким образом, глубина погружения будет зависеть от графики только для новичков.

Я все такие думаю, что качество 3д моделирования, анимации и рендерига это один из самых главных факторов создания фотореалистичного виртуального мира."Кто не пытался заглянуть за угол" - это всего лишь рефлекторные движения, как например уклоны от пуль, ракет физическим телом. Вы можете сказать, что Дум похож на реальность? "Даже не нужна идеальная фотореалистичность, вспомните старые игры, в которых спустя 5 минут забываешь про всякие новые DX11 и PhysX." - в старых играх, через некоторое время начинаешь незамечать пикселизацию, или какие-то несовершенства графики, но ощущения присутствия - нету. Цель - создать мир который будет неотличим по качеству изображения от нашего. Единственное что неосуществимо в данный момент из тех. стороны проекта - реалтаймовый pathtracing.

И можно все таки ваше мнение, какой же элемент отвечает за эффект присутствия, если не графика? "Страшный" звук - немного не согласен. Встречал иногда ролики в интернете, в которых аудиоряд состоял из шума и пульсаций звука, так знаете, морально как-то давит. И мне никогда не было страшно из-за музыки в фильмах ужасов. Т.е. если взять отдельно музыку из фильма и послушать, то, думаю, никому страшно не станет

Верно, суть в отдельных маркерах, образуемых сочетаниями графики, звука и сюжета. При этом, фотореалистичность, да и вообще реалистичность не играет существенной роли.

Создать мир неотличимый от реальности - нерешаемая на сегодня задача. Все вышеперечисленные 3D не поддерживают "глубины фокусировки", к примеру.

ну почему же? Path tracing может осуществить. Только обычного железа не хватает осуществить реалтаймовый рендер этим способом. Глубина фокусировки, это глубина резко изображаемого пространства, или глубина резкости, или depth of field, правильно понимаю? Фокусировка на определенных объектах может осуществляться посредством продуктов славно известной Emotiv System. Все дело в сверхмощных видеокартах, или деньгах на построение кластера из видеокарт, что есть не у всех. А все остальное есть :)

Представьте, что вы смотрите на улицу из заснеженного окна. Можно сфокусировать взгляд на ледяных узорах на стекле, а можно посмотреть сквозь стекло. Вариант, когда в фокусе есть и узоры и улица - неестественен. Чтобы правильно раздать резкость, нужно каким-то образом узнать, куда именно смотрит человек каждым глазом. Emotiv же отслеживает только положение головы.

нееее :) чудо-хрень от Емотив считывает сигналы с коры мозга. Почитайте на хабре :) Очень интересная штука. Отслеживание положение головы лишь дополнительная функция.

С википедии:

"Прибор может измерять четыре вида данных:

Понимание мысли

Эмоции

Выражение лица

Вращение головой"

На википедии более точно описано, советую почитать

Я читал. Про отслеживание направления и фокуса взгляда там не сказано ничего.

Значит не внимательно читаете.

Понимание мысли (Cognitiv Suite): воображается 12 видов движения — 6 направлений (влево, вправо, вверх, вниз, вперёд и «Зум»)

В чем проблема управлять фокусом как отдельным объектом

Проблема не в управлении, а в методе. Если мне потребуется управлять фокусом как-то иначе, чем я привык это делать IRL, то тест на "реалистичность" будет провален.

Сложно в теории судить, кто прав, а кто нет. Все надо проверять на практике.

При чем тут теория? Речь шла о таком уровне графики, который бы можно было перепутать с реальностью и без погружения. Так-то управление фокусом в играх есть со времен Q3

Достичь такого уровня графики можно и сейчас, но не реалтаймово, т.е. игр пока не будет пока видеокарты не станут на порядок мощнее. С каких пор 3 квейк был в стерео режиме и там можно было фокусироваться на любой точке по смоему желанию? Или мы говорим про разные вещи?

http://www.youtube.com/watch?v=HdW1v9TPNYw

Тут есть вариант с отслеживанием фокуса взгляда. Не центра, а именно взгляда. Однако, фокусное расстояние определяется банальным пересечением линии взгляда с 3D-объектом, реальное же фокусное расстояние не меняется и остается на дистанции от пользователя до экрана.

глупо отслеживать фокус взгляда, так как по сути глаз фокусируется на мониторе :) Направление взгляда - да. И обьект будет в фокусе когда на него смотрит игрок. можно использовать приблуду от Emotiv, можно Eye-tracking. Последнее, можно, наверное, осуществить имея хорошую вебкамеру, но Emotiv дает больше возможностей.

Еще раз повторю, что речь шла о технологии, которая будет столь хороша, что ее результат можно перепутать с реальностью. Пока игрок смотрит на монитор, принципиальной разницы между ультрасовременным 3D и первым вольфэйншейном нет.

Делаем приблуду похожую на приблуду от Emotiv которая будет регистрировать наши желания пойти, поднять руку и т.д. По идее это будет костюм. Делаем "виброотдачу" в костюме посредством надуваемых камер (нам же синяк не хочется получить, а резко надуваемая камера - самый раз почувствуешь и сидим перед видеостеной или в шлеме с экранчиками. В шлеме отпадает проблема 3д, просто два разных монитора. Итого нам надо: 2 небольших монитора с высокой плотностью пикселей (проскакивал 4 дюймовый экранчик с разрешением 1920х1080), усовершенствованный Neural Impulse Actuator в сочетании с костюмом и мощную видеокарту которая обеспечивала нам бы как минимум 60 fps-ную игру на 2 монитора на path-tracing'е. И все :)

И все равно это не решает проблему фокуса, раз. Emotiv регистрирует не конкретные импульсы, а лишь общую активность определенных зон мозга - два.

1) вообще-то решает. 2) оно работает на принципе: несколько раз учишь и говоришь,что ты делаешь, а потом оно понимает. Если не нравится такой вариант. Все равно одевать шлем, ставим полноценный eye-tracking по подобию того,что вы показали в видео. Не вижу проблем.

eye-tracking отслеживает только направление взгляда, а не фокус. Это как бы автофокус по самому дальнему видимому объекту по линии взгляда. Вы стоите перед окном и смотрите то сквозь него, то на него. Как eye-tracking поймет, что у вас в фокусе? Как изображение на мониторе (пусть и в шлеме) подстроится под реальный фокус ваших глаз? Пока ответ на оба вопроса "никак". А значит уровень, когда вы сможете перепутать реальность и графику - пока недостижим (и даже наметок на это нет).

фокус у глаза игрока будет только на одном месте - мониторе. Фокусировка будет происходить, как мы выдели на видео, посредством пересечения отслеживаемой линии взгляда с 3д-объектом.

Ааа, понял про что вы. В видео было отслеживание размера зрачка. Я думаю, что только из-за этой проблемы вся идея не должна идти на дно.

Ну разумеется не должна, я лишь говорю, что пока что эта задача нерешаема. Мало отслеживать размер зрачка - надо как-то хитро поменять вывод изображения целиком так, чтобы оно подстроилось под изменившееся фокусное расстояние глаза. Я вообще не представляю, как эту задачу можно решить.

Тем более эта хрень имеет свойство обучаться и можно обучить на движение глазами. Возможно, что положение глаз входит в "выражение лица"

Перехваливаешь современную графику, а она ведь ещё очень и очень далека от совершенства. В том же Аватаре только горы летающие хорошо смотрелись, а животные – ну резина-резиной. В инспешен тоже довольно компьютерное. Ну и не стоит забывать, что 24 кадра в секунду – современная кино картинка – это крайне убого, что заметно при быстром смещении камеры на масштабных детальных сценах, легко заметен эффект смазывания изображения.

Так что будущее, как обычно, ещё только в будущем, но нас обнадеживает Питер Джексон: «— Мы действительно снимаем «Хоббита» с частотой 48 кадров в секунду. Причем, фильм не только снимается так, но и проектор в кинотеатре будет показывать его с той же частотой, а не с привычными 24 кадрами в секунду, как делалось еще с 1920-х годов. При съемке и показе с одной и той же частотой скорость показа будет нормальной, а вот собственно изображение станет более чистым и ровным. Конечно, и 24 кадра кажутся вполне себе ничего, и мы посмотрели так тысячи фильмов за последние 90 лет, и мало кто замечает размытость в кадре, особенно если объекты на экране двигаются быстро, а если же с большой скоростью летает камера, изображение часто дрожит, вибрирует.»

В интернете гуляет 60 fps-ная версия Аватара. Не 3д, а обычный фильм, но качество заметно сразу же, особенно в динамических сценах. Возможно, что животные кажутся резиной - потому что мозг не воспринимает их как реальность, но может, что и действительно они не сильно хорошо сделаны.

Теоретически, все зависит от упорства аниматора. Трасировщик пути, может выдать тебе физически точную модель поведения света. Возможно, что из-за бешеного потребления мощности, его не используют в кинематографе, а используют постобработку, тем самым снижая качество видеоматериала, а в самой сфере моделирования уже все давно придумали и все упирается в мастерство, так как полигоны все теже. Не хватает мощностей, что бы можно было рендерить бешенное хайполе, из-за этого делают различные ухищрения, что бы сэкономить лишние гигагерцы, но качество результата падает. это да... Помнится Терминатора рендерили на кластере приставок, так как в то время ничего другого не было.

http://www.youtube.com/watch?v=PSGx4bBU9Qc полностью рисованный клип, качество моделей удивляет. Но он шел по менее энергозатратному пути - использовал постобработку для достижения фотореализма.

"потому что мозг не воспринимает их как реальность", да, я этот аргумент слышал, не катит :) Животных не умеют делать, это факт. Со времён второго Парка Юрского Периода далеко не ушли. Впрочем, добиться технически 100 % достоверности и полной детализации на данном этапе ограничено возможно, соглашусь. В фильме Эммериха "2012" есть сцена взрыва вулкана, к которой визуально придраться трудно.

Спасибо за ссылку, впечатляет.

все дофы, туманы, листочки, мягкие тени можно релизовать на этапе рендерига. Это даст "настоящий" эффект. Но время рендерига увеличивается в десятки раз. А это все таки не используя path tracing, а обычный V-ray, который особой физической точностью не отличается. Только это небольшой интерьер, в котором с 4 часов без дофа, а 40 часов с. А представь фильм.. По этому нету фотореалистичности. В данном случае программы преуспели, а техника - тянется позади.

Весной американцы транслировали голографическое видео : кол-во кадров приемлимое ( в сравнении с первой версией - 2 кадра в минуту). В течении этого десятилетия, думаю можно надеяться на первые коммерческие системы.

Я думаю, что если у вас есть кругленькая сумма, то Зебровцы с удовольствием продадут вам монитор :)

© 2018 Trend Club