Mi consejo para comenzar su viaje hacia el futuro sería revisar los diversos documentos de investigación presentados a través de la conferencia SIGGRAPH hoy y le dará una buena idea de lo que le espera para jugar mañana.
Parece haber cuatro etapas en la evolución de una técnica gráfica. El ejemplo de Daniel del trazado de rayos se concibió por primera vez hace décadas y se presentó académicamente para su uso en gráficos por computadora en 1980. Solo ahora comienza a ser factible en términos de costo de rendimiento para aplicaciones en tiempo real como juegos para beneficiarse de sus implementaciones actuales, pero, aún tiene bastante camino por recorrer. Sin embargo, es una de las muchas técnicas que parece seguir este curso desde la investigación hasta algo mucho más refinado.
Etapa 1. Investigación
La investigación de una técnica gráfica se conceptualiza, elabora y presenta en un foro académico o de la industria. Por lo general, incluye un análisis matemático detallado “cómo llegué allí”, referencias a investigaciones previas, así como una implementación primitiva de fuerza bruta para mostrar la técnica. En su infancia, estos modelos matemáticos puros de nuevas técnicas se pueden adaptar para generar datos precisos para diversas aplicaciones e investigaciones para nichos de mercado.
Simulación teóricamente precisa de un agujero negro del interestelar de Christopher Nolan basado en un conjunto de datos calculado a partir de un nuevo modelo visual
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Velocidad: baja
Precisión: alta
Etapa 2: aproximación
Profesionales y aficionados por igual que estén interesados tomarán la investigación y comenzarán a piratear su propia implementación. Estos primeros hacks suelen ser adaptaciones de fuerza bruta del modelo matemático original del artículo al principio, pero finalmente se refactorizaron y optimizaron. Las partes de las ecuaciones se reemplazan con aproximaciones para reducir la complejidad del tiempo del algoritmo mientras se pretende ser lo suficientemente preciso para cumplir con los objetivos previstos del autor.
A medida que se crean mejores algoritmos para lograr una fidelidad aceptable y los costos de procesamiento se reducen con el tiempo por los avances en el hardware, las técnicas en la etapa dos se aceptan y posiblemente se estandarizan entre los flujos de trabajo profesionales.
Piense en Pixar y su software RenderMan como el punto de madurez aquí. En este mundo, los ciclos de CPU utilizados durante el renderizado son importantes pero no críticos. La calidad es primordial e históricamente tiene una barra visual mucho más alta que un videojuego.
La granja solía renderizar 103 minutos de animación para Toy Story 3 de Pixar
Velocidad: baja a alta
Precisión: media a alta
Etapa 3: integración en tiempo real
Un algoritmo para una determinada técnica se ha perfeccionado lo suficiente, y la potencia de procesamiento ha avanzado lo suficiente como para que los programadores comiencen a integrar una versión aproximada de la técnica en demostraciones en tiempo real, lo suficiente como para mostrar que la técnica funciona. La técnica se refina una vez más a través de la colaboración y, en algunos casos, si es lo suficientemente popular y útil como un bloque de construcción, se integra en una biblioteca de programación como OpenGL que reduce la brecha entre el software y el hardware (aumentando la velocidad) y brinda a los desarrolladores un alto nivel estandarizado y forma nivelada de acceder a las funciones clave. En algunos casos, se proporcionará soporte a una técnica suficientemente popular a nivel de hardware (por ejemplo, una GPU Nvidia) que abre las puertas a los consumidores, ya que el desarrollo y uso de esta técnica en esfuerzos comerciales ahora tiene una audiencia de audiencia. En este nivel, los algoritmos para generar estas técnicas gráficas están fuertemente modificados de sus modelos originales. Una vez popularizado, el éxito puede fomentar un impulso continuo de I + D para aumentar aún más la precisión de la técnica gráfica mientras se mantiene un estándar de velocidad.
El editor Unreal Engine 4 de Epic muestra sus capacidades gráficas en tiempo real que son perfectas con el desarrollo en vivo
Velocidad: alta (en tiempo real)
Precisión: baja a alta
Etapa 4: ¿muerte? ¿Renacimiento?
En algún momento, una técnica gráfica será reemplazada por otra técnica, mutada en algo completamente nuevo o simplemente obsoleta por el tiempo, la tecnología o, en muchos casos, por falta de interés. Sin embargo, ¡no estés triste , ya que podemos ver que estas técnicas vuelven en otro momento!
Algunas cosas a tener en cuenta:
- Un documento puede morir directamente o quedar atrapado en el limbo académico para siempre si no genera suficiente interés para evolucionar
- Muchos de los trabajos presentados son nuevas aproximaciones de modelos anteriores orientados al contenido pre-renderizado o en tiempo real.
- Algunas técnicas pueden saltear una etapa por completo, generalmente debido a la investigación remunerada dentro de una empresa que tiene como objetivo conceptualizar y desarrollar una técnica para su uso en la producción desde el principio
- Las técnicas pueden coexistir en las etapas pre-renderizadas y en tiempo real y pueden ramificarse y evolucionar de manera única por sí mismas. Un ejemplo es la oclusión ambiental basada en GPU, donde la implementación en tiempo real era una vez demasiado sucia para ser utilizada para renderizaciones de alta calidad, pero ahora está integrada junto con muchos flujos de trabajo renderizados previamente
- Muchas técnicas pueden regresar a las tres primeras etapas, o las muertas resucitadas por completo, si sale una nueva plataforma que trae su propio conjunto de limitaciones y dolores de crecimiento. Los juegos móviles son un ejemplo perfecto de esto, donde los algoritmos refinados para las técnicas una vez aceptadas que funcionaron en plataformas potentes como la PC y la consola se están revisando debido a una línea base más baja para el rendimiento gráfico y un énfasis en el consumo eficiente de energía
Eso es genial, pero ¿dónde se buscan nuevos conceptos?
Como se mencionó anteriormente, los documentos técnicos de SIGGRAPH son un excelente lugar para comenzar. Podrías retroceder 15 años y ver técnicas que están surgiendo en el mundo de los juegos convencionales hoy en día. Sin embargo, lo malo es que la mayoría de los trabajos académicos tienden a ser … académicos. Sabiendo esto, muchos contienen imágenes y videos que pueden dar a alguien que sabe lo que está buscando una buena idea de la relevancia de lo que está viendo, pero no le hace mucha justicia a quienes no están en ese campo. Algunos autores pueden hacer una buena demostración, otros son terribles y hay quienes simplemente no ven ningún punto para una explicación suave. Sin embargo, unos pocos harán que sus estudiantes lo hagan ^ o ^
La investigación de nuevas ideas y el refinamiento de las técnicas existentes se realiza en casi todos los niveles (académico, profesional, aficionado, gubernamental) y, afortunadamente, en esta industria, se ha convertido en la norma poner a disposición nuevas investigaciones para fomentar el interés, el crecimiento y promover talentos. piensa en acudir al lugar donde ocurre esta investigación (fuente: Creativity, Inc. por Ed Catmull).
Las empresas comerciales como Disney, Adobe, Autodesk, Google y Facebook suelen ser mejores puntos de venta para encontrar presentaciones amigables para el consumidor de una nueva técnica, y es más probable que las vean en su experiencia de juego más temprano que tarde. .
Como este futuro
Cuando Facebook adquirió OculusVR y contrató a John Carmack para dirigir su esfuerzo técnico hacia una realidad de realidad virtual de consumo, lograron crear una mofeta que tiene como objetivo atraer a los mejores y más brillantes para avanzar aún más en la industria de realidad virtual en su conjunto. Al igual que el liderazgo técnico de Pixar, muchos de los cuales establecieron los estándares para las técnicas gráficas utilizadas hoy en día, influyeron en Disney para que su investigación fuera pública para que cualquiera pueda construir, John Carmack, ampliamente considerado el maestro evangelista técnico para VR, es conocido por compartir y practicar esto. creencia de apertura.
Collider de Funktronic Lab usando Oculus Rift y Leap Motion
La combinación de la creciente financiación comercial y la colaboración de la comunidad a medida que evoluciona la industria gráfica promueve la reducción de esta brecha de tiempo desde la concepción de una técnica a través de la integración en los medios de consumo y los videojuegos en tiempo real. ¡Será una década emocionante y reveladora para investigadores, desarrolladores y jugadores por igual!
