骞马会四不像中特

    还记得第一次听说现代电影不是“拍”出来,而是“算”出来时的震惊吗?是的,任我们如何想象,都觉得那些鲜活的人物、场景以及爆炸等特效不靠实拍而靠计算显得如此不可思议。然而这么牛B哄哄的技术为何以往只在好莱坞,而现在却能走进设计师的桌面上,甚至VR世界里?

    1可以说,当前席卷全球的VR创业高潮背后,是图形渲染技术日新月异发展的必然。从最初展现在显示器上的马赛克“劳拉”开始,我们就没有放弃过让“视觉更真实”的追求。直到马赛克美女演变成和女神照片相媲美的人物时,我们才发现“平面”这条路快要走到尽头了。

    2在历经3D眼镜、全息投影之后,VR成了大家当前公认的最好发展方向。它的沉浸感让观察敏锐的人意识到,变身机器猫、创造空间门的时代来临了。

    3于是很快有人想到,若能将以往好莱坞创造的以假乱真的特效镜头搬进VR,那将是一件多么震撼的创举?

    4想法是好的,然而现实却是我们当前看到的VR视频、游戏画面大多精度不高、颗粒感严重、光影失真、物理失真……说好的“照片级”视觉龟缩在何方?


    照片级曾是大型公司的专属

    5其实真的不是大家不愿意早点给你,而是根本无法给你照片级视觉。你知道好莱坞那些让人炫目的特效镜头背后,是多少让人难以想象的高性能计算服务集群吗?而这些集群的价格,你真的能接受?就连财大气粗的好莱坞片商也不得不花费大量的时间来等待每一帧镜头的渲染,更别说一部电影动辄几月经年的后期制作等待了。


    视觉计算的发展让“照片级”桌面化成为可能

    6那么,“照片级”进入桌面似乎成了梦想。还好,在我们看不见的幕后,有一群执着的人一直在努力——NVIDIA的图形计算技术成为好莱坞特效顶梁柱之后,Maxwell架构发布实现了桌面平台流畅的VR体验,而最新Pascal架构的发布则实现了照片级VR进入桌面的梦想。

    7 8准确来说,照片级应用不能叫进入桌面。要是你愿意,也可以用老旧的台式工作站,甚至台式PC来计算照片级的渲染。只不过速度嘛,很可能慢到终你一身也获得不了几个画面。所以在这之前,桌面提及“照片级”自然是天方夜谈。

    9现在之所以梦想成真,背后的支撑来自新一代Quadro GPU高达12TFLOPs的单卡计算性能。在以往,2、30TFLOPs可能就是一个集群的计算能力总和;而现在,你只需要两张Quadro就能实现。而两者的成本差异,自然是天差地别。

    10 11说了半天“照片级”,什么才是“照片级”?回答这个问题前,我先问你分得清以上几张图是照片还是渲染吗?

    其实在这之前,NVIDIA已经在更早的GPU更新中,为大家带来了Iray这个令设计师疯狂的技术。它理论上可以成为搭配任何专业设计软件的插件,能借助NVIDIA GPU将设计师完成的模型,快速渲染成可供客户欣赏的最终效果图。


    新Quadro让Iray得以VR化

    12而Quadro P6000/5000的到来,让NVIDIA觉得终于有足够实力将VR特性加入到Iray中,所以就有了Iray VR。其特性依旧,可以成为任何软件的插件,借助GPU强大的计算性能,让我们快速获得能在VR头显中享受的“照片级虚拟”世界。1314看热闹的到此为止,DEMO的展示已经足够令人向往,诸位已经可以开始期待接下来的VR应用让你真假不分了。以后的VR世界可以让你足不出户,身临千万户型(别提现在的一眼假);VR设计可以让你身临其境,勘察大型机械内部优劣、缺失(真心精确到制造水平);……


    接下来说说由Iray进化到Iray VR的不同。以下内容对于有心了解技术实质,甚至想成为开发者来说,这应该更具价值。普通用户若坚持看完,我只能说:佩服。

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    Iray VR是NVIDIA基于Iray开发的扩展插件,主流如玛雅等设计软件都能安装和调用,让它对接NVIDIA GPU完成图形渲染的加速。

    在由Iray变为Iray VR的过程中,不可避免的会遇到360度视觉要求、图形形变以及更进一步的互动等需求。针对这种基础到进阶的需求,Iray VR内部分化成了两种不同的实现方式:
    1球面摄像;
    2光场计算。

    16球面计算很简单,你可以理解为一个全景摄像机获得的画面,它是基于一个固定视角的360度全景处理。当然,这个过程并不需要人为干预,你设计好原本的平面模型就能自动完成包括畸变、拼接在内的计算。17这种方式效率高,时间成本和设计成本都相对低。在实际体验中,就一点站定不动来说,足够提供以假乱真的效果。然而人在VR世界中最渴望的就是动起来,尤其是互动(能与VR内的物、人等自然接触、获得反馈等)。此时就需要光场计算了。

    18-GIF光场计算需要将整个VR空间内可见的事物、光源等信息,事无巨细的在设计软件中提前建立好模型,并设定好相应的属性、材质等参数。

    19此后通过Iray VR调用NVIDIA GPU强大的计算性能快速实现由模型到效果“空间”(而非图)的渲染。此时若你用一张、两张Quadro,可能都难以胜任高精度的实时渲染。当然,“壕”可以无人性,弄来8颗、甚至更多最多GPU并联计算,也是能够实现实时的。

    何为实时?实时为何难?实时就是要快过人眼的间隔识别速度,在VR环境中,一般来说一秒钟要提供超过90张连续图像才能达到实时。更重要的是,因为你在VR空间内可以变换任意视角,比如侧身、转头、跨步向前,甚至是轻微侧脸,都会带来视角的变化,GPU就得马不停蹄地为新视角渲染出应该看到的景象,且每秒钟要超过90张。

    20想想每一光线都可能在空间内因反射、折射等带来的100万级别的迭代计算需求。要想照片级,还得处理成千上万光线,还得加上流体、尘埃等粒子物理效果……这计算量和并行度要求,若不是交予GPU而是交给CPU,那真是等待一辈子也说不定了。

    21GPU累归累,结果却是喜人的,在360 Video、Opti 4等图形处理技术的帮助下,设计师们终于能利用自己的工作站快速获得专业效果图了。对于建筑师、装修公司来说,你可以理解为VR样板间。当然,有别于以往方案的虚假,这种样板间从门窗大小、材质、颜色、采光、高度、空间等各种参数上,都是能1:1还原的专业级。

    22OK,到此看官应该能在以后的VR体验中,评说一二了。遇到一眼假,你可以直接斥责他们不用心;遇到一眼看上去画质还不错,但是蹲身、移摇头晃脑后还是看不到柱子背后场景的VR,你可以说渲染做得还不错,可惜是单点球体摄像式,还不如360直播过瘾;当然,遇到画面照片级、且摇头晃脑、举步畅游其中就能看到不同视点该有的场景时,你也应该由心地赞叹他们在设计上的细心和平台性能的优秀了。这个时候聊聊8路Tesla、DGX-1,或许能让大家对你刮目相看。

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