| Euklidon. | |
|---|---|
| Typ | veřejná společnost |
| Základna | 2004 |
| Zakladatelé | Greg Douglas , Bruce Robert Dell |
| Umístění | Austrálie |
| Průmysl | 3D počítačová grafika, informační technologie |
| webová stránka | neomezené detailytechnology.com |
Unlimited Detail (z angličtiny - "Unlimited detail") je softwarová technologie v trojrozměrné počítačové grafice určená k ukládání a vykreslování virtuální trojrozměrné scény prostřednictvím mračna bodů ( anglicky point cloud ) v reálném čase . Technologii Unlimited Detail vyvíjí australská společnost Euclideon od roku 2004, vydání SDK bylo plánováno na podzim roku 2011. Hlavními vývojáři jsou Bruce Robert Dell a Greg Douglas.
Místo herního SDK firma skončila se softwarem GIS, který poskytuje fantastický výkon při práci s daty z laserových skenerů. Demo jejich geografického systému potvrdilo realitu technologie.
Hlavní technologické aspekty "Unlimited Detail" ze srpna 2011 nejsou veřejně známé, ale vývojáři říkají, že jejich technologie umožňuje zobrazit neomezený počet objektů na scéně s velmi vysokými detaily bez výrazné ztráty výkonu. "Neomezený detail" je nastaven na rozdíl od polygonální grafiky , jejíž detaily modelů jsou výrazně omezeny velikostí a počtem polygonů. Tvrdí se, že algoritmus "Neomezený detail" funguje jako vyhledávací algoritmus, který určuje směr "vzhledu" virtuální kamery ( výřez ) a hledá pouze ty body, které by měly být nakresleny. Tečky, vývojáři také nazývané atomy , jsou svou koncepcí podobné voxelům [1] a mají objem 1/64 mm³ (délka 1/4 mm). Vývojáři mají konvertory, které umožňují transformovat polygonální modely na mračna bodů.
Vývojáři tvrdí, že „Unlimited Detail“ má unikátní inovaci, [2] která pramení z toho, že technologie poskytuje nestandardní přístup k prezentaci grafických objektů a jejich trojrozměrné vykreslování ( angl. 3D rendering ) a umožňuje vám umožní zobrazovat mnohem lepší a podrobnější obrázky v reálném čase.struktury, čímž se zbavíte klíčových omezení polygonálních technologií a technologií rasterizace . [3] Podle Euclideonu tato technologie poskytne 100 000krát lepší grafiku, než mohou nabídnout dnešní počítačové hry a další grafické aplikace v reálném čase. [4] [5] "Unlimited Detail" je považován za největší průlom v 3D počítačové grafice od jejího založení. [6] Navíc „Unlimited Detail“ běží výhradně na CPU a nezahrnuje GPU do svých výpočtů. [1] [7]
Hlavním poznávacím znakem technologie "Unlimited Detail" je způsob ukládání a poskytování všech objektů scény - na rozdíl od polygonální metody , která dominuje počítačové grafice , jsou zde použity mračna bodů . Mračna bodů jsou ve své podstatě podobná voxelům , ale mají několik důležitých rozdílů. Mračna bodů, stejně jako mnohoúhelníky, jsou určena pouze pro modelování povrchů, nikoli však „vnitřků“ trojrozměrných objektů, jako jsou voxely. Druhým rozdílem je, že každý bod v oblaku, podobně jako mnohoúhelník, obsahuje informace o svých prostorových souřadnicích, zatímco voxely neobsahují vlastní data souřadnic. [8] [9]
Unlimited Detail používá nerastrovanou metodu osvětlení, ale od srpna 2011 ji vývojáři nepopsali. [deset]
Podstatou extrémně efektivní práce "Unlimited Detail" je podle jeho vývojářů to, že k vykreslení scény nepotřebují načítat, zpracovávat a zobrazovat všechny objekty, které spadají do zorného pole pohledu. přístav . Na obrazovce jsou zobrazeny pouze ty body, které uživatel v danou chvíli vidí, přičemž velikost jednoho bodu se rovná velikosti jednoho pixelu na obrazovce. Například při rozlišení obrazovky 1024 × 768 pixelů potřebujete zobrazit 786432 pixelů, což znamená přesně stejný počet pixelů. Musíte však přesně vědět, které body se mají zobrazovat, a tento úkol je navržen tak, aby byl vyřešen speciálním algoritmem Unlimited Detail, který je podle vývojářů svou podstatou velmi podobný vyhledávacím algoritmům. V procesu výběru bodů algoritmus určuje směr virtuální kamery, překrytí některých objektů jinými, určení objektů nejblíže ke kameře a velikost objektů. [9] [10] Algoritmus pro vyhledávání bodů prý vybere pouze ty body, které se zobrazí na obrazovce a všechny ostatní "zahodí" a zároveň vzorkovací frekvence je taková, že je možné vytvářet plynulé animace . Vývojáři tento algoritmus nazývají „hromadně připojené zpracování“ . [jedenáct]
V "Unlimited Detail" jsou všechna data scény, všechny objekty uloženy v komprimované podobě. Navíc podle Bruce Della jim jejich algoritmus umožňuje zpracovávat tato data v komprimované podobě bez jejich dekomprimace. To má za následek úsporu použité paměti RAM. Bruce Dell uvedl, že pokud porovnáte dva identické objekty, z nichž jeden je reprezentován v tradičním polygonálním formátu a druhý pomocí mračna bodů, bude velikost druhého objektu pouze asi 8 % velikosti prvního. [12]
Podle vývojářů neexistují žádná omezení na velikost a měřítko samotné 3D scény (úrovně). To znamená, že na rozdíl od polygonální grafiky se výkon vykreslování nesnižuje s rostoucími detaily a velikostí scény. Jediným faktorem, který snižuje výkon „Unlimited Detail“ je rozlišení obrazovky – čím vyšší rozlišení, tím více bodů musí algoritmus najít, tím více času zabere vytvoření jednoho snímku. [13]
Technologie „Unlimited Detail“ nevyužívá výkon grafických procesorů ( anglicky GPU ) a funguje výhradně na centrálních procesorových jednotkách ( anglicky CPU ). [9]
„Unlimited Detail“ prý podporuje animaci a také měnitelné a zničitelné struktury. [12] V březnu 2008 Bruce Dell v rozhovoru s tkarenou řekl, že ačkoli to bylo obtížné, jeho společnost dosáhla kvality animace, která se nachází v polygonálních objektech. Velikost geometrie bude plně měnitelná a změny budou provedeny na bodové (atomové) úrovni a zůstanou konstantní. "Stopy v písku nebudou zapečetěny texturou, ale budou představovat skutečnou změnu v geometrii úrovně a zůstanou, nezmizí po 30 sekundách," řekl Dell v rozhovoru. [čtrnáct]
Deklarovaná podpora pro statické a dynamické osvětlení. [12] V březnu 2008 však společnost Dell oznámila, že je možné použít pouze jeden dynamický světelný zdroj . Uvedl však, že je teoreticky možné přepracovat „Neomezený detail“ tak, aby podporoval neomezený počet dynamických světelných zdrojů. [čtrnáct]
Podle vývojářů mají k dispozici sadu převodníků, které umožňují převádět polygonální modely na mračna bodů. Tyto převodníky jsou vyráběny jako plug-iny pro 3DS Max , Maya a další 3D modelovací programy. Předpokládá se tedy, že uživatelé „Unlimited Detail“ využijí k tvorbě obsahu „klasické“ nástroje a následně již hotový polygonální obsah převedou na mračna bodů. [patnáct]
Podle rozhovoru poskytnutého Brucem Dellem v květnu 2010 bude sada Unlimited Detail Development Kit ( SDK ) mít následující funkce [12] :
Práce na technologii Unlimited Detail začala v omezeném režimu nejpozději v roce 2004 několika nadšenci z Austrálie , jejím hlavním vývojářem je Bruce Robert Dell . [16]
První verze „Unlimited Detail“ byla navržena pro použití v počítačové hře Rome: Total War , která byla vyvinuta Creative Assembly a vydána v září 2004. Nicméně nakonec bylo použití „Unlimited Detail“ ve hře zamítnuto. [5] [17]
19. března 2008 zveřejnil web TKArena rozhovor s Brucem Dellem, ve kterém tento mluvil podrobně o funkcích „Unlimited Detail“. [čtrnáct]
Začátkem března 2010 došlo k nárůstu publikací o "Unlimited Detail", [18] jeho vývojáři zveřejnili několik videoprezentací, mnoho screenshotů a poskytli rozhovory [12] . Vývojáři uvedli, že ukázkové scény se skládaly z přibližně 8 miliard bodů, vykreslených v reálném čase rychlostí 25 snímků za sekundu na jednom jádru CPU. Někteří novináři byli k těmto videoukázkám skeptičtí, neboť prezentovali pouze statické scény bez jakékoliv animace, špatný systém osvětlení bez dynamických světel a stínů, výraznou zrnitost obrazu atp. Bylo navrženo, že technologie „Unlimited Detail“ je účinná pouze v úlohách konstrukce a zobrazování „čisté“ geometrie scény a nebude schopna nabídnout efektivní alternativní přístupy v jiných oblastech počítačové grafiky. [9] [19] [20] [21]
Začátkem roku 2010 také australská vláda udělila start -upu společnosti Bruce Dell grant ve výši asi 2 milionů australských dolarů (asi 2,2 milionů amerických dolarů podle směnného kurzu té doby) [4] [6] [18] [22]
V květnu 2010 založil Bruce Delln díky grantu od vlády soukromou společnost Euclideon Pty Ltd , která sídlí v Brisbane (hlavní město Queenslandu ) a jejímž hlavním cílem je další práce na „Unlimited Detail“. [16] [18] [22] V tomto okamžiku společnost zaměstnávala devět zaměstnanců a bylo konstatováno, že po nějaké době se personál společnosti rozšíří. [6]
2010, v rozhovoru pro časopis Atomic MPC Bruce Dell odhalil, že jeho společnost spolu s australskou herní vývojářskou společností aktivně pracovala na SDK pro komerční vydání. Plánované datum vydání však nebylo jmenováno. [13]
1. srpna 2011 zveřejnil Euclideon na svém profilu na YouTube nové video ukazující „Unlimited Detail“ , [23] kterého si okamžitě všimlo a pokrylo mnoho herních zdrojů. [4] [6] [17] [24] [25] Ve videu Bruce Dell poznamenal, že za rok od poslední demonstrace vývojáři výrazně pokročili, pokud jde o dolaďování „Unlimited Detail“, ale poznamenal, že vývoj ještě nebyla dokončena a probíhá . [2] [4]
V ukázce byl nejprve představen loňský (2010) vývoj a poté novinky, na jejichž základě byl ukázán technologický pokrok za uplynulý rok. Jako nové materiály byl ukázán 1 km² virtuální ostrov modelovaný pomocí mračna bodů, který ve svém původním stavu obsahoval 21062352435000 (21 bilionů ; 1 bilion = milion milionů) polygonů. Poté byly všechny polygonální struktury převedeny na mračna bodů, přičemž jeden bod měl objem 1/64 mm³ nebo 1/4 mm na délku. Výsledná scéna - ostrov s krajinou, stromy, trávou, kameny a dalšími strukturami - byla ukázána v demu. [3]
Na konci dema Dell uvedl, že SDK pro vývojáře bude k dispozici na podzim roku 2011, [3] a že práce na vylepšení technologie pokračují a hlavní oblastí, na kterou se nyní vývojáři zaměří, je systém osvětlení. , který v prezentovaném demu působí dost vybledle a plochě. [6]
John Carmack , známý americký programátor a vývojář herních enginů, reagoval na srpnové demo „Unlimited Detail“ tweetem , že vytvořit hru založenou na této technologii není možné na současné ( sedmé ) generaci herních konzolí a PC konfigurací. Carmack poznamenal, že možná za několik let budou takové technologie použity v počítačových hrách, ale jejich vývojáři budou muset vyřešit mnoho obtíží. [3] [6] [26]
Markus Persson alias Notch, tvůrce počítačové hry Minecraft a zakladatel Mojang AB , zveřejnil 2. srpna na svém blogu jízlivou recenzi Unlimited Detail pod nadpisem "Je to podvod!" ( rus. Toto je podvod! ). V této recenzi Persson uvedl své důvody, proč "Unlimited Detail" nemůže být skutečný. Euclideon podle Personna vytvořil a „točí“ falešnou prezentaci, která neodpovídá jejich tvrzením a jejímž hlavním cílem je přilákat investice a venture kapitál. [8] [27]
Podle Perssonových úvah mohl Euclideon vytvořit voxelový renderer , který používá Sparse Voxel Octree . Pokud předpokládáme, že ostrov zobrazený v demu má rozlohu 1 km² a rozdíl mezi nejvyšším a nejnižším bodem ostrova je 8 metrů, pak je celkový objem ostrova 0,008 km³. Dále, pokud předpokládáme, že jeden „3D atom“ (tečka, voxel) je 1/64 z 1 mm³, pak je k modelování ostrova zapotřebí 512000000000000000 (512 kvadrilionů ) takových atomů. Za předpokladu, že k reprezentaci jednoho atomu je potřeba jeden bajt , je k uložení celého ostrova potřeba 512 petabajtů dat, což by se vešlo na přibližně 170 000 tříterabajtových pevných disků. Ve skutečnosti, říká Persson, je nepravděpodobné, že by jeden bajt postačoval k zakódování jednoho atomu a výškový rozdíl pravděpodobně nebude menší než osm metrů, takže množství dat, které je třeba vytvořit, uložit, zpracovat a vykreslit, je vyšší než vypočítané číslo. [8] [27]
Jedním z vysvětlení tohoto dilematu, které Persson vidí, je to, že demonstrace ostrova ukázala tolik stejných struktur se stejnými velikostmi – stejné stromy, tráva, sochy atd. Technologie Sparse Voxel Octree umožňuje efektivně zpracovávat mnoho identických objektů, což výrazně snižuje množství dat a zvyšuje výkon zpracování. To vysvětluje obrovský soubor dat v demu, ale to je také klíčová slabina Unlimited Detail – neumí si poradit s nejrůznějšími objekty, ale jen s pár stejnými strukturami. [8] [27]
Další klíčovou nevýhodou Persson nazývá nedostatek interakce mezi animací v kombinaci s voxely. Na prezentaci Unlimited Detail byly ukázány pouze statické scény a objekty. [4] Persson poznamenává, že v současné době neexistují žádné efektivní algoritmy animace voxelů, klasické modely jako skeletal mesh nefungují a jediným přístupem je animace prostřednictvím klíčových snímků, její tvorba je však velmi časově náročná a vyžaduje velké množství dat. Nakonec i s tímto přístupem animace humanoidních postav ztratí na kvalitě oproti tradičním přístupům založeným na kostlivém modelu . [8] [27]
Ve výsledku Persson podotýká, že pod rouškou „Unlimited Detail“ se skrývají dávno zavedené technologie, [4] nicméně Euclideon svou technologii prezentuje jako inovativní a skrývá její zjevné nedostatky. [27] Persson také označoval Bruce Della jako „obchodníka se vzduchem“ ( angl. Snake Oil Salesman ). [28]
Odpověď Bruce Della3. srpna 2011, den po Perssonově recenzi, udělal autoritativní blog Kotaku rozhovor s Brucem Dellem s názvem „Infinite Detail And Euclideon: The Elephants In The Room“ , ve kterém ho požádal, aby poskytl zpětnou vazbu na Perssonovu recenzi. Dell uvedl, že „Unlimited Detail“ ještě není kompletní, takže žádné jeho odhady v této fázi nejsou správné. V reakci na Perssonovo tvrzení, že „Unlimited Detail“ byl falešný, Dell uvedl, že pokud by to byl falešný, australská vláda , která poskytla grant ve výši 2 milionů australských dolarů, a další regulační agentury by si podvodu všimli. Dell uvedl, že po zveřejnění demonstrace videa obdržela jeho technologie a společnost mnoho negativních ohlasů a pochybností, ale Perssonova recenze byla nejžíravější a nejzlobenější. [28]
Pokud jde o animaci, kterou Persson poukázal na to, že je obtížně implementovatelná, Dell odpověděl, že „máme animaci“, ale uznal, že je to stále ve vývoji a vývojáři „udělají v této oblasti mnohem více práce“. Dell uvedl, že animaci „Unlimited Detail“ zobrazí až po jejím úplném dokončení. [28]
Zhodnotil John CarmackPerssonovu recenzi okomentoval i John Carmack, který prohlásil, že žádné Perssonovo tvrzení nevyvrací. Uvedl, že on sám opakovaně pracoval na voxelových motorech využívajících ray tracing (mluvíme o id Tech 6 ), a tento přístup považuje v blízké budoucnosti za dominantní. Dále, podle Carmacka, schopnost vytvořit statický neinteraktivní ray-traced voxelový svět je nyní možná ve formě technologické demonstrace , ale bude trvat asi pět let, než budou tyto technologie použity v počítačových hrách. Carmack popsal své řešení problému s animací ve voxelových scénách, aplikovaných v id Tech 6 : voxely a ray tracing se aplikují pouze na statické struktury ve scéně, jako je terén a budovy, a všechny pohybující se objekty, jako jsou vozidla, postavy a malé objekty, jsou vyrobeny pomocí klasických polygonů a rasterizace . [29]
Druhý článek Markuse Perssona3. srpna 2011 zveřejnil Markus Persson na svém blogu článek “Ale Notch, to NENÍ podvod!” , ve kterém uvedl, že ho k napsání tohoto článku inspirovalo velké množství různých recenzí k původnímu článku. Druhý článek je podrobnější, jasnější, odůvodněná a strukturovaná verze prvního: Persson uvádí další argumenty a připouští některé své chyby v prvním článku. [třicet]
Persson vysvětluje, proč si myslí, že „Unlimited Detail“ používá voxely a ne mračna bodů: voxely neobsahují informace o jejich souřadnicích, ale mračna bodů ano. Persson poukazuje na to, že všechny objekty v demu jsou otočeny stejným směrem, což svědčí o problémech Unlimited Detail s libovolnou rotací těl. Persson také zdůrazňuje, že v demu bylo skutečně zobrazeno jen několik identických objektů, z čehož vyvozuje, že celá scéna je postavena z identických bloků a „Unlimited Detail“ není schopen poskytnout skutečně jedinečnou a různorodou geometrii. [třicet]
Pokud jde o odhad velikosti obsazených dat, Persson tvrdí, že jeho výpočty byly optimističtější, než by měly být: ve skutečnosti jeden voxel potřebuje utratit alespoň 24 bitů (3 bajty) na kódování barev a alespoň 8 dalších bitů. (1 bajt) pro normální vektor. Ale i když předpokládáme, že počáteční velikost 512 petabajtů by se dala 100krát zmenšit, pak výsledkem bude stále nereálně velké množství dat. [třicet]
Persson své argumenty „stáhl“ a přiznal svou chybu ohledně animace, jelikož dostal odkazy na díla, která ukazovala plnohodnotnou animaci voxelových postav. [třicet]
Markus Persson si však nakonec stál za svým a potvrdil svůj názor, že „Unlimited Detail“ je podvrh a padělek. Jako argument uvedl následující myšlenky:
Persson na závěr říká, že voxely, raycasting a ray tracing jsou všechny velmi reálné a slibné technologie do budoucna, až budou počítače výkonnější. A chce poděkovat inženýrům Euclideonu za jejich vynikající práci, ale žádá marketingové oddělení společnosti, aby přestalo lhát. [třicet]
Někteří novináři upozorňují veřejnost na skutečnost, že Euclideon tvrdí, že „Unlimited Detail“ běží výhradně na CPU a nevyžaduje žádné další prostředky, jako jsou GPU. To jde proti srsti výrobců GPU a grafických karet, kteří hodně investují do neustálého vývoje a zlepšování svých produktů. Novináři vyjadřují názor, že podpora a rozvoj "Unlimited Detail" je přinejmenším nerentabilní pro velké grafické společnosti jako nVidia a AMD . [2] [9]
Recenzenti také poznamenali, že polygonální grafika má absolutní dominanci v současném odvětví počítačové grafiky. A jakákoli nepolygonová technologie narazí na problémy s nekompatibilitou a nedostatečnou infrastrukturou – všechny modelovací nástroje a potrubí pro tvorbu obsahu jsou „nabroušené“ pro polygony. Vývoj počítačových her je poměrně nákladná činnost a novináři říkají, že na tak radikální změny nebude připraven. [9] [13]
Novináři z blogu Kotaku na začátku srpna 2011 našli vývojáře z nejmenované australské společnosti zabývající se fyzikálními motory, která měla v minulosti smlouvu se společností Euclideon. Podle rozhovoru s tímto vývojářem jeho společnost vypověděla smlouvu s Euclideonem a odmítla ji financovat s odkazem na technické problémy Unlimited Detail: špatná správa paměti, zejména s animacemi. Podle něj všechna živá dema „Unlimited Detail“, která Euclideon poskytl, měla špatný umělecký obsah a aktiva , a proto bylo obtížné určit, jak hardwarově náročná byla technologie v reálných úlohách. [28]
Reportéři Atomic MPC , že pokud by Unlimited Detail byl vydán tak, jak bylo inzerováno, jeho dopad na průmysl by byl z hlediska inovací stejný jako dopad her [13]
V rozhovoru pro časopis Wired z dubna 2010 mluvčí Nvidie Ken Brown uvedl , že voxely jsou méně přesné než polygony, když byl požádán o komentář k Unlimited Detail. Mohou být zpracovány na méně výkonných počítačích, ale nemohou nabídnout stejnou úroveň kvality jako ray tracing a rasterizace. "Pokud se podíváte na snímky obrazovky 'Unlimited Detail', uvidíte, že kvalita obrazu nevypadá realisticky," řekl. Kromě toho by podle jeho názoru měla být infrastruktura vytvořena kolem jakékoli vykreslovací technologie, včetně SDK, nástrojů a ovladačů, které vytvářejí lidé z mnoha společností. Obecně je podle Browna nVidia k „Unlimited Detailu“ skeptická. [jedenáct]
John Peddie, šéf analytické firmy John Peddie Research , ve stejném rozhovoru pro Wired řekl, že i když se Unlimited Detail ukáže jako životaschopný, bude trvat roky, než jej programátoři začnou používat. Kromě toho poznamenal, že mnoho společností, včetně Microsoftu a HP, má patenty v oblasti voxelů a Euclideon by se měl ujistit, že jejich řešení neporušují něčí patenty. [jedenáct]