การแสดงล้านล้านล้านคำว่า“ อะตอม” แทนที่จะเป็นรูปหลายเหลี่ยม?

ฉันเพิ่งเห็นวิดีโอเกี่ยวกับสิ่งที่ผู้จัดพิมพ์เรียกว่า "ขั้นตอนสำคัญต่อไปหลังจากการประดิษฐ์ 3D" ตามที่คนพูดว่าพวกเขาใช้เป็นจำนวนมากของอะตอมแบ่งออกเป็นเมฆแทนรูปหลายเหลี่ยมไปถึงระดับของรายละเอียดที่ไม่ จำกัด

พวกเขาพยายามที่ดีที่สุดเพื่อให้วิดีโอเข้าใจสำหรับบุคคลที่มีความรู้เกี่ยวกับเทคนิคการแสดงผลใด ๆ และดังนั้นจึงหรือเพื่อวัตถุประสงค์อื่น ๆได้ใส่รายละเอียดทั้งหมดของการทำงานของเครื่องมือวิธีการของพวกเขา

ระดับรายละเอียดในวิดีโอของพวกเขาดูน่าประทับใจสำหรับฉัน

• เป็นไปได้อย่างไรที่จะแสดงฉากด้วยอะตอมที่กำหนดเองแทนที่จะเป็นรูปหลายเหลี่ยมบนฮาร์ดแวร์ปัจจุบัน (ความเร็วหน่วยความจำที่ชาญฉลาด)
• ถ้าเป็นจริงทำไมไม่มีใครคิดเรื่องนี้อีกเล่า

ฉันในฐานะนักพัฒนา OpenGL รู้สึกงุนงงกับสิ่งนี้มากและอยากได้ยินสิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญพูด ดังนั้นฉันจึงไม่ต้องการให้สิ่งนี้ดูเหมือนโฆษณาราคาถูกและจะรวมลิงก์ไปยังวิดีโอเฉพาะเมื่อมีการร้องขอในส่วนความคิดเห็น

มันง่ายที่จะทำเช่นนั้น การใช้ออคทรีช่วยให้คุณแบ่งโลกออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ที่มีความก้าวหน้าจนกว่าคุณจะถึงระดับรายละเอียดที่ต้องการ นี่อาจเป็นขนาดของเม็ดทราย คิดว่า Minecraft นำไปสู่สุดขั้ว

ตอนนี้คุณทำอะไร หากรายละเอียดมีขนาดเล็กพอคุณอาจพิจารณาสร้างบล็อก - โหนดปลายใบไม้ของ octtree ตัวเลือกอื่น ๆ ได้แก่ ทรงกลมหรือดั้งเดิมเรขาคณิต สีและปกติสามารถจัดเก็บที่แต่ละโหนดและสำหรับ LOD ที่ลดลงหนึ่งสามารถเก็บข้อมูลคอมโพสิตที่ระดับที่สูงขึ้นของต้นไม้

คุณจะจัดการข้อมูลได้มากแค่ไหน? หากทรีเป็นโครงสร้างข้อมูลจริงคุณสามารถมีพอยน์เตอร์หลายตัวอ้างอิงต้นไม้ย่อยเดียวกันได้เหมือนการนำพื้นผิวมาใช้ซ้ำ แต่ก็มีเรขาคณิตด้วยเช่นกัน เคล็ดลับคือการใช้ซ้ำได้มากที่สุดในทุกระดับ ตัวอย่างเช่นหากคุณเชื่อมต่อ octants 4 ตำแหน่งในการจัดเรียง tetrahedral ทั้งหมดไปยังโหนดลูกเดียวกันในทุกระดับคุณสามารถสร้างเศษส่วน sierpinsky 3d ขนาดใหญ่มากโดยใช้หน่วยความจำเกือบจะไม่ ฉากจริงจะมีขนาดใหญ่กว่าแน่นอน

ปัญหาคือมันจะทำงานเฉพาะกับเรขาคณิตคงที่เพราะภาพเคลื่อนไหวที่แท้จริงจะต้องมีการจัดการกับข้อมูลทั้งหมดทุกเฟรม อย่างไรก็ตามการแสดงผลโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับตัวแปร LOD ก็ไม่มีปัญหา

วิธีที่จะทำให้เรื่องแบบนี้? ฉันเป็นแฟนตัวยงของการติดตามรังสีและมันก็จัดการกับสิ่งนั้นได้ดีทั้งที่มีและไม่มี GPU

ทั้งหมดนี้เป็นการเก็งกำไรแน่นอน ฉันไม่มีข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับกรณีที่คุณกำลังพูดถึง และตอนนี้สำหรับบางสิ่งที่เกี่ยวข้อง แต่แตกต่างกัน:

มีการแสดงข้อมูลจำนวนมาก

แก้ไขและนี่คือสิ่งที่ฉันทำ แต่ฉันตั้งใจเปลี่ยนบรรทัดฐานเพื่อทำให้กล่องชัดเจนขึ้น:

กระต่ายแสตนฟอร์ด

อัตราเฟรมดังกล่าวอยู่บนแกนหลัก IIRC เดียว การเพิ่มความลึกของต้นไม้เป็นสองเท่าโดยทั่วไปจะลดอัตราเฟรมลงครึ่งหนึ่งในขณะที่การใช้หลายคอร์ โดยปกติฉันจะเก็บแบบดั้งเดิม (สามเหลี่ยมและอื่น ๆ ) ไว้ใน octtree ของฉัน แต่สำหรับรอยยิ้มฉันได้ตัดสินใจที่จะสร้างโหนดใบของต้นไม้เองในกรณีนี้ ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นอาจเกิดขึ้นได้หากคุณปรับวิธีเฉพาะให้เหมาะสมที่สุด

ที่ไหนสักแห่งใน ompf มีรถที่ทำด้วย voxels ที่ยอดเยี่ยมจริงๆ - ยกเว้นว่ามันจะคงที่ ดูเหมือนจะไม่พบตอนนี้ ...

• เป็นไปได้อย่างไรที่จะแสดงฉากด้วยอะตอมที่กำหนดเองแทนที่จะเป็นรูปหลายเหลี่ยมบนฮาร์ดแวร์ปัจจุบัน (ความเร็วหน่วยความจำที่ชาญฉลาด)

จากการดูวิดีโอไม่มีอะไรบ่งบอกว่ามีการใช้ฮาร์ดแวร์พิเศษใด ๆ ในความเป็นจริงมีการระบุว่าซอฟต์แวร์นี้ทำงานที่ 20fps เว้นแต่ว่าฉันพลาดอะไรบางอย่างไป

คุณอาจจะประหลาดใจที่รู้ว่ามีการพัฒนาค่อนข้างมากในการเรนเดอร์เรียลไทม์โดยใช้เทคโนโลยีที่หลากหลายเช่นการติดตามรังสีการเรนเดอร์ voxel และการกระแทกพื้นผิว มันยากที่จะพูดว่าสิ่งที่ใช้ในกรณีนี้ (หากคุณสนใจให้ดูที่http://igad2.nhtv.nl/ompf2/สำหรับฟอรั่มการติดตาม ray แบบเรียลไทม์ที่ดีหรือhttp://www.atomontage.com/สำหรับเครื่องมือ voxel ที่น่าสนใจ Google "พื้นผิวหน้าจอ" สำหรับการเชื่อมโยงที่ยอดเยี่ยมในหัวข้อนั้น)

หากคุณดูภาพยนตร์คุณจะสังเกตเห็นว่ารูปทรงเรขาคณิตทั้งหมดเป็นแบบสแตติกและถึงแม้ว่าจะมีรายละเอียด แต่ก็มีการทำซ้ำวัตถุค่อนข้างมาก

และจะมีการคัดสรรที่ดุเดือดเป็นอย่างมากระดับของรายละเอียดและการแบ่งพื้นที่ที่เกิดขึ้น

หากคุณดูคุณภาพของภาพ (ไม่ซับซ้อนทางเรขาคณิต) มันจะไม่ดูน่าประทับใจเท่านี้ ในความเป็นจริงมันดูค่อนข้างแบน เงาที่แสดงอาจถูกอบเข้าสู่ข้อมูลและไม่ได้รับการประเมินแบบเรียลไทม์

ฉันชอบที่จะดูตัวอย่างด้วยเรขาคณิตที่เคลื่อนไหวและแสงแบบไดนามิก

• ถ้าเป็นจริงทำไมไม่มีใครคิดเรื่องนี้อีกเล่า

เว้นแต่ว่าฉันผิดอย่างสมบูรณ์ (และจะไม่เป็นครั้งแรกที่ฉัน) คำตอบแรกของฉันจะแนะนำให้ใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่ (อาจจะฉลาดมาก) อาจปรับให้เหมาะสมและขยายเพื่อสร้างการสาธิตนี้ ทำให้มันกลายเป็นเอ็นจิ้นเกมจริง แต่ด้วยภารกิจอื่น ๆ ทั้งหมดนอกเหนือจากการสร้างรูปทรงเรขาคณิตแบบคงที่ซึ่งรวมถึงเป็นเกมบอลที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

แน่นอนทั้งหมดนี้เป็นการคาดเดาที่บริสุทธิ์ (ซึ่งทำให้ฉันสนุกมาก) ทั้งหมดที่ฉันพูดคือว่านี่ไม่จำเป็นต้องเป็นของปลอม (อันที่จริงฉันไม่คิดว่ามันเป็นและฉันยังคงประทับใจ) แต่อาจจะไม่แหวกแนวอย่างที่พวกเขาทำให้มันฟังดู

อะตอมเหล่านี้ไม่ใช่เวทย์มนตร์ / พิเศษ / เอเลี่ยนสำหรับฮาร์ดแวร์กราฟิคในปัจจุบัน มันเป็นเพียงประเภทของ cloud point หรือ voxel-based rendering ดังนั้นแทนที่จะเป็นรูปสามเหลี่ยมพวกเขาแสดงจุดหรือกล่องไม่มีอะไรที่ไม่สามารถทำได้กับฮาร์ดแวร์ปัจจุบัน

มันเคยทำมาแล้วและไม่ใช่สิ่งประดิษฐ์ชั้นยอด แต่บางทีพวกมันก็มาพร้อมกับความทรงจำและเวลาที่มีประสิทธิภาพในการทำ แม้ว่ามันจะดูและฟังดูน่าสนใจทีเดียว แต่คุณควรใช้วิดีโอนี้กับเกลือเม็ดหนึ่ง การแสดงผล 100,000 คะแนนแทนรูปหลายเหลี่ยมพื้นผิวที่สมบูรณ์ (ซึ่งใช้เวลาเพียงไม่กี่พิกเซลบนหน้าจอ) ไม่ได้ทำให้คุณภาพกราฟิกของคุณดีขึ้นด้วยระดับ 100,000

และโดยวิธีการที่ฉันเคยได้ยินซอฟต์แวร์ id ก็ลองใช้การเรนเดอร์ voxel ของ GPU แต่ฉันมีความไว้วางใจใน John Carmack มากกว่าผู้พูดในวิดีโอนี้ :)

นั่นคือการหลอกลวงการลงทุน

สำหรับความคิดมันเป็นไปไม่ได้กับฮาร์ดแวร์ที่ไม่เฉพาะเจาะจงในปัจจุบัน จำนวนคะแนนที่คุณจะต้องหลีกเลี่ยงช่องว่างเมื่อมองสิ่งที่อยู่ใกล้กว่าไกลเกินกว่าจำนวนคะแนนที่คุณสามารถทำได้ใน RAM ในปัจจุบัน แม้ว่าฉันจะไม่รู้โครงสร้างข้อมูลหรืออัลกอริธึมการค้นหาที่จะให้ผลการทำงานใกล้เคียงกับประสิทธิภาพที่แสดงในการสาธิต และแม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะค้นหาจุดเหล่านี้แบบเรียลไทม์แคชที่หายไปและแบนด์วิดท์หน่วยความจำจะทำให้แน่ใจว่าคุณไม่สามารถทำได้

ฉันไม่ได้สงสัยเลยว่าภาพเหล่านั้นไม่สามารถทำได้แบบเรียลไทม์ แต่ไม่ใช่ด้วยวิธีการนำเสนอ ฉันเดาว่าการสาธิตถูกแสดงด้วย voxels ซึ่งถูกใช้มานานหลายสิบปีและสามารถสร้างรายละเอียดที่ค่อนข้างสูงในแบบเรียลไทม์: http://www.youtube.com/watch?v=BKEfxM6girI http://www.youtube .com / นาฬิกา? v = VpEpAFGplnI

จากสิ่งที่ฉันเห็นดูเหมือนว่าพวกเขากำลังใช้รูปร่างแบบ Parametric แทนที่จะเป็นรูปหลายเหลี่ยมแบบง่าย - ในคำอื่น ๆ ที่พวกเขาเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตตามความละเอียดที่ต้องการ

สิ่งนี้สามารถทำได้โดยใช้เทคนิคเช่นรูปทรงเรขาคณิตและเสียงเพอร์ลิน

ความเป็นไปได้อีกอย่างคือการใช้ GPGPU (เช่น CUDA) เพื่อแสดงฉากรวมถึงรูปหลายเหลี่ยมที่ไม่ใช่และเพื่อทำการติดตามเรย์ (สำหรับการสั่งซื้อ z และเงา) ความเป็นไปได้อีกอย่างก็คือฮาร์ดแวร์ที่กำหนดเองที่แสดงสูตรแทนรูปสามเหลี่ยม

ฉันคิดว่าการอ้างสิทธิ์ทั้งหมดของพวกเขาการบีบอัดหน่วยความจำดูเหมือนเป็นการพูดเกินจริงฉันสามารถเข้าใจบางอย่างเช่นการบีบอัด RLE ที่มีผลกระทบอย่างมาก ในท้ายที่สุดฉันคิดว่าระบบนี้จะมี "ข้อดี" จำนวนมาก แต่มี "ข้อเสีย" จำนวนมากเช่นการติดตามเรย์หรือการแสดงภาพพื้นผิว iso กับลูกบาศก์เดิน

เท่าการเรนเดอร์ 'trillions' ของอะตอม ฉันไม่คิดว่าพวกเขากำลังพูดอย่างนั้น สิ่งที่พวกเขากำลังทำอยู่ก็คือค้นหาอะตอม W * H นั่นคืออะตอมหนึ่งตัวต่อพิกเซลบนหน้าจอ สิ่งนี้สามารถทำได้ในหลายวิธีที่ยากช้า บางวิธีในการเร่งความเร็วนี้คือต้นไม้ KD และต้นไม้ BSP, Octrees เป็นต้นในท้ายที่สุดแม้ว่าจะมีข้อมูลจำนวนมากที่ถูกเรียงผ่าน เนื่องจากเงา / เงาสะท้อนในการสาธิตของพวกเขาน่าทึ่งมาก ดังนั้น cudos!

วิธีการทำงานนั้นง่ายกว่ามากคุณอาจคิดว่าแทนที่จะโหลดล่วงหน้าว่าระดับเกมมันโหลดหน้าจอเดียวเพียงหนึ่งหรือสองสามอะตอมต่อพิกเซลบนหน้าจอของคุณไม่มีอะไรเพิ่มเติมเกม / เครื่องมือคาดการณ์สิ่งที่ เฟรมถัดไปคือสิ่งที่โหลดได้เพียงส่วนเดียวของวัตถุที่มองเห็นได้ถูกเรนเดอร์ไม่ใช่วัตถุทั้งหมด ข้อดี: ความละเอียดและความละเอียดที่จอมอนิเตอร์ของคุณสามารถใช้ได้การใช้หน่วยความจำต่ำ CONS: อัตราการอ่านจากดิสก์มีขนาดใหญ่พอสมควรและอาจนำไปสู่อัตราเฟรมที่ต่ำ