طورت NVIDIA تقنية ثورية تسمح بإنشاء مشاهد افتراضية أكبر بكثير مما كان ممكنًا من قبل. من خلال تقسيم المشكلة إلى أجزاء أصغر وتوزيع العبء على عدة بطاقات رسومية، تمكنوا من التغلب على قيود الموارد التي كانت تقيد حجم البيئات الافتراضية من قبل.

الابتكار الرئيسي هو استخدام خوارزمية موزعة، حيث تتولى كل بطاقة رسومية جزءًا من المهمة ثم تتواصل مع الآخرين لتجميع الحل الكامل بسرعة. هذا النهج مكّن من إنشاء مشاهد افتراضية على نطاق لم يسبق له مثيل، من حلبة سباق تبلغ مساحتها 1 كيلومتر مربع إلى مدينة تبلغ مساحتها 25 ميلاً مربعًا، كلها مصنعة من مجموعة من الصور.

بينما قد لا تكون جودة التفاصيل الدقيقة مثالية، إلا أن حجم ونطاق هذه العوالم الافتراضية الهائلة تفتح إمكانات مثيرة للتطبيقات مثل محاكاة السيارات ذاتية القيادة والتجارب اللعب الغامرة وتخطيط المدن. مع استمرار البحث في التقدم، يتصور المؤلفون مستقبلاً حيث يمكن عرض هذه البيئات الافتراضية على جهاز سطح مكتب واحد أو حتى جهاز محمول، مما يعزز من ديمقراطية التكنولوجيا وتطبيقاتها المحتملة.

يقدم البحث تقدمًا ثوريًا في إنشاء العوالم الافتراضية باستخدام تقنية تسمى NERF (Neural Radiance Fields). تسمح هذه التقنية بتركيب المعلومات المفقودة بين الصور المُلتقطة، مما يمكّن من إنشاء بيئات افتراضية مفصلة وواسعة النطاق.

يعرض البحث ثلاثة مستويات من العوالم الافتراضية، كل منها أكبر حجمًا تدريجيًا:

1. المستوى 1 - حلبة السباق: حلبة سباق افتراضية تمتد على مساحة 1 كيلومتر مربع (0.4 ميل مربع)، مما يوضح إمكانات التطبيقات في محاكاة السيارات ذاتية القيادة وألعاب السباقات.

2. المستوى 2 - الشاطئ: شاطئ افتراضي يمتد على مساحة 6 كيلومترات مربعة (2.5 ميل مربع)، ستة أضعاف حجم حلبة السباق. هذا المستوى يُظهر إمكانات المحاكاة والألعاب التي تتطلب بيئات أكبر وأوسع نطاقًا.

3. المستوى 3 - المدينة: مدينة افتراضية كاملة تمتد على مساحة 25 ميلاً مربعًا، إنجاز مذهل كان يُعتبر مستحيلاً في السابق بسبب قيود أجهزة الرسومات. هذا المستوى يُظهر إمكانات البيئات الافتراضية المفصلة والواسعة النطاق، والتي يمكن استخدامها في تخطيط المدن وتدريب السيارات ذاتية القيادة والتجارب اللعب الغامرة.

المفتاح لهذا الاختراق هو استخدام خوارزمية موزعة تقسم المشكلة إلى أجزاء أصغر وقابلة للإدارة وتوزعها على عدة بطاقات رسومية. هذا يسمح بإنشاء عوالم افتراضية أكبر بكثير مما كان ممكنًا من قبل، مع الحفاظ على مستوى عال من التفاصيل.

ومع ذلك، يلاحظ البحث بعض العيوب، مثل الحاجة إلى عدد كبير من بطاقات الرسومات (حتى 64 للبيئة على مستوى المدينة) والحاجة المحتملة لتقنيات الدقة الفائقة لتحسين جودة التفاصيل الدقيقة. على الرغم من ذلك، يشير البحث إلى أن التقدم المستقبلي قد يؤدي إلى إمكانية عرض هذه العوالم الافتراضية على جهاز سطح مكتب واحد أو حتى جهاز محمول، مما يوسع المزيد من إمكانات هذه التكنولوجيا.

المفتاح لإنشاء مشاهد افتراضية أكبر بكثير من الجهود السابقة يكمن في استخدام الخوارزميات الموزعة. من خلال تقسيم المشكلة إلى أجزاء أصغر وقابلة للإدارة وتوزيعها على عدة بطاقات رسومية، تمكن الباحثون من التغلب على قيود الموارد التي كانت تقيد حجم البيئات الافتراضية من قبل.

تعمل كل بطاقة رسومية كـ "نملة صغيرة" مسؤولة عن جزء صغير من المشهد الكلي، وتتواصل مع الآخرين لتجميع الحل الكامل بسرعة. هذا النهج الموزع يسمح بإنشاء عوالم افتراضية أكبر بمراتب من ما كان ممكنًا من قبل، كما هو موضح في الأمثلة المعروضة، بما في ذلك مدينة تبلغ مساحتها 10 أميال مربعة رقمنت من مجموعة من الصور.

بينما تنطوي هذه التقنية على بعض العيوب، مثل الحاجة إلى عدة بطاقات رسومية وإمكانية حدوث مشاكل في جودة التفاصيل الدقيقة، فإن إمكانات المزيد من التقدم مثيرة للاهتمام. إن براعة الباحثين في تطوير هذه الخوارزمية الموزعة مهدت الطريق لمشاهد افتراضية يمكن أن تستمر في النمو في الحجم والتعقيد، مما قد يؤدي إلى اختراقات في تطبيقات مثل محاكاة السيارات ذاتية القيادة والتجارب اللعب الغامرة.

طور الباحثون في NVIDIA تقنية مذهلة تسمح بإنشاء مشاهد وبيئات افتراضية على نطاق لم يسبق له مثيل. من خلال الاستفادة من خوارزمية موزعة، تمكنوا من التغلب على قيود موارد أجهزة الرسومات، مما أتاح تركيب عوالم افتراضية أكبر بمراتب مما كان ممكنًا من قبل.

يكمن الابتكار الرئيسي في القدرة على تقسيم المشكلة إلى أجزاء أصغر وقابلة للإدارة وتوزيع العبء على عدة بطاقات رسومية. هذا النهج يسمح بربط عدد هائل من الصور، وملء الفجوات باستخدام تقنية NERF (Neural Radiance Fields)، لإنشاء بيئة افتراضية متناسقة وغامرة.

النتائج مذهلة حقًا، كما هو موضح في الأمثلة المقدمة. عرض الباحثون حلبة سباق افتراضية تمتد على مساحة 1 كيلومتر مربع، وشاطئ يغطي 6 كيلومترات مربعة، ومدينة كاملة تمتد على مساحة مذهلة تبلغ 10 أميال مربعة. تقدم هذه العوالم الافتراضية إمكانات مثيرة للتطبيقات مثل محاكاة السيارات ذاتية القيادة والألعاب وتخطيط المدن.

بينما قد لا تكون جودة التفاصيل الدقيقة مثالية، إلا أن حجم ونطاق هذه البيئات الافتراضية مذهل. يعترف الباحثون بأن التنفيذ الحالي يتطلب كمية كبيرة من الموارد الحسابية، باستخدام ما يصل إلى 64 بطاقة رسومية. ومع ذلك، فإن إمكانات المزيد من التقدم واضحة، حيث يقترح الباحثون أن الإصدارات المستقبلية قد تكون قادرة على العمل على جهاز سطح مكتب واحد أو حتى جهاز محمول.

إن التقدم الذي تم عرضه في هذا العمل هو شهادة على براعة وابتكار مجتمع البحث. مع استمرار هذا المجال في التطور، فإن إمكانات إنشاء عوالم افتراضية مفصلة وواسعة النطاق مثيرة للاهتمام حقًا، مما يفتح آفاقًا جديدة لمختلف التطبيقات والصناعات.

تتمتع التقنية المقدمة بقدرة مذهلة على إنشاء مشاهد افتراضية واسعة النطاق، إلا أنها تحتوي على بعض القيود. لا تكون جودة التفاصيل الدقيقة في البيئات المولدة مثالية، وقد تكون هناك حاجة إلى تقنية الدقة الفائقة لتحسين الجودة البصرية. بالإضافة إلى ذلك، فإن المتطلبات الحسابية كبيرة، مما يتطلب ما يصل إلى 64 بطاقة رسومية لإنشاء عالم افتراضي على مستوى المدينة.

ومع ذلك، فإن إمكانات المستقبل لهذه التكنولوجيا مثيرة للاهتمام. بتطبيق "القانون الأول للأوراق البحثية"، يمكن تصور أنه في السنوات القادمة، قد تصبح هذه البيئات الافتراضية متاحة على جهاز سطح مكتب واحد أو حتى جهاز محمول. مع تقدم البحث، من المرجح أن تنخفض المتطلبات الحسابية، مما يجعل التكنولوجيا أكثر انتشارًا وإمكانية الوصول إليها.

علاوة على ذلك، فإن نهج الخوارزمية الموزعة المستخدم لمواجهة تحدي إنشاء مشاهد افتراضية واسعة النطاق هو إنجاز كبير في حد ذاته، مما يُظهر براعة الباحثين المشاركين. يسمح هذا النهج الموزع باستخدام فعال لعدة بطاقات رسومية، مما يتغلب على قيود الموارد التي كانت تقيد حجم البيئات الافتراضية من قبل.

مع تطور التكنولوجيا، فإن التطبيقات المحتملة واسعة النطاق، بدءًا من تحسين محاكاة السيارات ذاتية القيادة إلى تجارب اللعب الغامرة وما إلى ذلك. إن القدرة على إنشاء عوالم افتراضية مفصلة وواسعة النطاق تفتح إمكانات جديدة للتدريب والاختبار واستكشاف مختلف السيناريوهات الواقعية في بيئة آمنة ومراقبة.