NVIDIA разработала прорывную технику, которая позволяет создавать виртуальные сцены гораздо большего размера, чем было возможно ранее. Разделив проблему на более мелкие части и распределив нагрузку между несколькими графическими картами, они преодолели ограничения ресурсов, которые ранее сдерживали размер виртуальных сред.

Ключевым нововведением является использование распределенного алгоритма, при котором каждая графическая карта отвечает за часть задачи, а затем общается с другими для быстрой сборки полного решения. Этот подход позволил создавать виртуальные сцены беспрецедентного масштаба - от гоночной трассы площадью 1 квадратный километр до города площадью 25 квадратных миль, все синтезированные из коллекции фотографий.

Хотя качество мелких деталей может быть не идеальным, огромные размеры и масштаб этих виртуальных миров открывают захватывающие возможности для таких приложений, как симуляции беспилотных автомобилей, погружающие игровые впечатления и градостроительное планирование. По мере продолжения исследований авторы предвидят будущее, в котором эти виртуальные среды можно будет визуализировать на одном настольном компьютере или даже мобильном устройстве, еще больше демократизируя технологию и ее потенциальные применения.

В статье представлено революционное достижение в создании виртуальных миров с использованием техники, называемой NERF (Neural Radiance Fields). Эта техника позволяет синтезировать недостающую информацию между захваченными изображениями, что дает возможность создавать высокодетализированные и обширные виртуальные среды.

В статье представлены три уровня виртуальных миров, каждый из которых последовательно больше по масштабу:

1. Уровень 1 - Гоночная трасса: Виртуальная гоночная трасса площадью 1 квадратный километр (0,4 квадратных мили), демонстрирующая потенциал для применения в симуляциях беспилотных автомобилей и гоночных играх.

2. Уровень 2 - Пляж: Виртуальный пляж площадью 6 квадратных километров (2,5 квадратных мили), в шесть раз больше гоночной трассы. Этот уровень демонстрирует потенциал для симуляций и игр, требующих больших и более обширных сред.

3. Уровень 3 - Город: Целый виртуальный город площадью 25 квадратных миль, что является выдающимся достижением, которое ранее считалось невозможным из-за ограничений графического оборудования. Этот уровень демонстрирует потенциал для высокодетализированных и обширных виртуальных сред, которые могут использоваться для градостроительного планирования, обучения беспилотных автомобилей и погружающих игровых впечатлений.

Ключом к этому прорыву является использование распределенного алгоритма, который разделяет проблему на более мелкие, управляемые части и распределяет их между несколькими графическими картами. Это позволяет создавать виртуальные миры, значительно превосходящие по размеру то, что было возможно ранее, при сохранении высокого уровня детализации.

Ключом к созданию виртуальных сцен, значительно превосходящих по размеру предыдущие усилия, является использование распределенных алгоритмов. Разделив проблему на более мелкие, управляемые части и распределив их между несколькими графическими картами, исследователям удалось преодолеть ограничения ресурсов, которые ранее сдерживали размер виртуальных сред.

Каждая графическая карта действует как «маленький муравей», отвечающий за небольшую часть общей сцены, общаясь с другими для быстрой сборки полного решения. Этот распределенный подход позволяет создавать виртуальные миры, на порядки превосходящие по размеру то, что было возможно ранее, как показывают представленные примеры, включая город площадью 10 квадратных миль, оцифрованный из коллекции фотографий.

Хотя эта техника имеет некоторые недостатки, такие как необходимость в нескольких графических картах и потенциальные проблемы с качеством мелких деталей, перспективы дальнейшего развития выглядят захватывающими. Изобретательность исследователей в разработке этого распределенного алгоритма проложила путь для виртуальных сцен, которые могут продолжать расти в масштабе и сложности, что может привести к прорывам в таких приложениях, как симуляции беспилотных автомобилей и погружающие игровые впечатления.

Исследователи из NVIDIA разработали примечательную технику, позволяющую создавать виртуальные сцены и среды беспрецедентного масштаба. Используя распределенный алгоритм, они преодолели ограничения графических ресурсов, что позволило синтезировать виртуальные миры, на порядки превосходящие по размеру то, что было возможно ранее.

Ключевое нововведение заключается в способности разделять проблему на более мелкие, управляемые части и распределять нагрузку между несколькими графическими картами. Этот подход позволяет сшивать воедино огромное количество изображений, заполняя пробелы с помощью техники NERF (Neural Radiance Fields), чтобы создавать цельную и погружающую виртуальную среду.

Результаты действительно впечатляют, как показывают представленные примеры. Исследователи продемонстрировали виртуальную гоночную трассу площадью 1 квадратный километр, пляж площадью 6 квадратных километров и целый город площадью 10 квадратных миль. Эти виртуальные миры открывают захватывающие возможности для таких приложений, как симуляции беспилотных автомобилей, игры и градостроительное планирование.

Хотя качество мелких деталей может быть не идеальным, масштаб и охват этих виртуальных сред поразительны. Исследователи признают, что текущая реализация требует значительных вычислительных ресурсов, используя до 64 графических карт. Однако очевидны перспективы дальнейшего развития, поскольку исследователи предполагают, что будущие итерации могут работать на одном настольном компьютере или даже мобильном устройстве.

Прогресс, продемонстрированный в этой работе, является свидетельством изобретательности и инноваций исследовательского сообщества. По мере развития этой области возможности создания высокодетализированных и обширных виртуальных миров действительно захватывающие, открывая новые горизонты для различных приложений и отраслей.

Представленная техника, несмотря на впечатляющую способность создавать крупномасштабные виртуальные сцены, имеет некоторые ограничения. Качество мелких деталей в сгенерированных средах не самое лучшее, и для улучшения визуального качества может потребоваться техника сверхразрешения. Кроме того, вычислительные требования значительны, требуя до 64 графических карт для создания виртуального города в масштабе.

Однако перспективы развития этой технологии выглядят захватывающими. Применяя «Первый закон статей», можно представить, что в ближайшие годы эти виртуальные среды могут стать доступными на одном настольном компьютере или даже мобильном устройстве. По мере развития исследований вычислительные требования, вероятно, будут снижаться, что сделает технологию более широко доступной и применимой.

Кроме того, использованный распределенный алгоритмический подход к решению проблемы создания крупномасштабных виртуальных сцен является значительным достижением само по себе, демонстрирующим изобретательность вовлеченных исследователей. Этот распределенный подход позволяет эффективно использовать несколько графических карт, преодолевая ограничения ресурсов, которые ранее сдерживали размер виртуальных сред.

По мере развития технологии потенциальные применения становятся обширными, от улучшенных симуляций беспилотных автомобилей до погружающих игровых впечатлений и многого другого. Способность создавать высокодетализированные и обширные виртуальные миры открывает новые возможности для обучения, тестирования и исследования различных реальных сценариев в безопасной и контролируемой среде.