NVIDIA har utvecklat en banbrytande teknik som möjliggör skapandet av virtuella scener mycket större än vad som tidigare varit möjligt. Genom att dela upp problemet i mindre delar och fördela arbetsbelastningen över flera grafikkort har de övervunnit de resursbegränsningar som tidigare begränsat storleken på virtuella miljöer.

Den viktigaste innovationen är användningen av en distribuerad algoritm, där varje grafikkort ansvarar för en del av uppgiften och sedan kommunicerar med de andra för att snabbt sammanställa den kompletta lösningen. Detta tillvägagångssätt har möjliggjort skapandet av virtuella scener i en aldrig tidigare skådad skala, från en 1 kvadratkilometer stor racerbana till en 25 kvadratmil stor stad, allt syntetiserat från en samling fotografier.

Men även om kvaliteten på de fina detaljerna kanske inte är perfekt, så öppnar den enorma storleken och omfattningen av dessa virtuella världar upp spännande möjligheter för tillämpningar som självkörande bilsimulationer, uppslukande spelupplevelser och stadsplanering. Allteftersom forskningen fortsätter att utvecklas, ser författarna en framtid där dessa virtuella miljöer kan återges på en enskild dator eller till och med en mobil enhet, vilket ytterligare demokratiserar tekniken och dess potentiella tillämpningar.

Papperet presenterar ett revolutionerande framsteg inom skapandet av virtuella världar med hjälp av en teknik som kallas NERF (Neural Radiance Fields). Denna teknik möjliggör syntes av saknad information mellan de fångade bilderna, vilket gör det möjligt att skapa mycket detaljerade och omfattande virtuella miljöer.

Papperet visar upp tre nivåer av virtuella världar, där varje nivå är progressivt större i skala:

1. Nivå 1 - Racerbana: En virtuell racerbana som sträcker sig över ett område på 1 kvadratkilometer (0,4 kvadratmil), vilket demonstrerar potentialen för tillämpningar inom simuleringar av självkörande bilar och racingspel.

2. Nivå 2 - Strand: En virtuell strand som sträcker sig över ett område på 6 kvadratkilometer (2,5 kvadratmil), sex gånger större än racerbanan. Denna nivå visar på potentialen för simuleringar och spel som kräver större, mer omfattande miljöer.

3. Nivå 3 - Stad: En hel virtuell stad som sträcker sig över ett område på 25 kvadratmil, en anmärkningsvärd prestation som tidigare ansågs omöjlig på grund av begränsningarna i grafikhårdvaran. Denna nivå demonstrerar potentialen för mycket detaljerade och omfattande virtuella miljöer, som skulle kunna användas för stadsplanering, träning av självkörande bilar och uppslukande spelupplevelser.

Nyckel till detta genombrott är användningen av en distribuerad algoritm som delar upp problemet i mindre, hanterbara delar och fördelar dem över flera grafikkort. Detta möjliggör skapandet av virtuella världar som är betydligt större än vad som tidigare varit möjligt, samtidigt som en hög detaljeringsgrad bibehålls.

Nyckel till att skapa virtuella scener som är betydligt större än tidigare ansträngningar ligger i användningen av distribuerade algoritmer. Genom att dela upp problemet i mindre, hanterbara delar och fördela dessa över flera grafikkort, kunde forskarna övervinna de resursbegränsningar som tidigare begränsat storleken på virtuella miljöer.

Varje grafikkort fungerar som en "liten myra" som ansvarar för en liten del av den övergripande scenen, och kommunicerar med de andra för att snabbt sammanställa den kompletta lösningen. Detta distribuerade tillvägagångssätt möjliggör skapandet av virtuella världar som är storleksordningar större än vad som tidigare varit möjligt, som demonstreras av de presenterade exemplen, inklusive en 10 kvadratmil stor stad digitaliserad från en samling foton.

Men även om denna teknik har vissa nackdelar, som behovet av flera grafikkort och potentiella kvalitetsproblem med fina detaljer, är potentialen för ytterligare framsteg spännande. Forskarnas uppfinningsrikedom i att utveckla denna distribuerade algoritm har banat väg för virtuella scener som kan fortsätta att växa i skala och komplexitet, vilket potentiellt kan leda till genombrott inom tillämpningar som simuleringar av självkörande bilar och uppslukande spelupplevelser.

Forskarna på NVIDIA har utvecklat en anmärkningsvärd teknik som möjliggör skapandet av virtuella scener och miljöer i en aldrig tidigare skådad skala. Genom att utnyttja en distribuerad algoritm har de övervunnit begränsningarna i grafikhårdvaruressurser, vilket möjliggjort syntes av virtuella världar som är storleksordningar större än vad som tidigare varit möjligt.

Nyckelinnovationen ligger i förmågan att dela upp problemet i mindre, hanterbara delar och fördela arbetsbelastningen över flera grafikkort. Detta tillvägagångssätt möjliggör sammanfogningen av ett stort antal bilder, där luckor fylls i med NERF (Neural Radiance Fields)-tekniken, för att skapa en sömlös och uppslukande virtuell miljö.

Resultaten är verkligen imponerande, som demonstreras av de presenterade exemplen. Forskarna har visat upp en virtuell racerbana som sträcker sig över ett område på 1 kvadratkilometer, en strand som täcker 6 kvadratkilometer och en hel stad som sträcker sig över en häpnadsväckande 10 kvadratmil. Dessa virtuella världar erbjuder spännande möjligheter för tillämpningar som simuleringar av självkörande bilar, spel och stadsplanering.

Men även om kvaliteten på de fina detaljerna kanske inte är perfekt, så är den enorma skalan och omfattningen av dessa virtuella miljöer anmärkningsvärd. Forskarna erkänner att den nuvarande implementeringen kräver betydande beräkningsresurser, med upp till 64 grafikkort. Men potentialen för ytterligare framsteg är uppenbar, då forskarna antyder att framtida versioner kanske kan köras på en enskild dator eller till och med en mobil enhet.

Den framsteg som visas upp i detta arbete är ett bevis på forskningssamfundets uppfinningsrikedom och innovation. Allteftersom området fortsätter att utvecklas är möjligheterna för att skapa mycket detaljerade och omfattande virtuella världar verkligen spännande, vilket öppnar upp nya gränser för olika tillämpningar och branscher.

Den presenterade tekniken, trots sin imponerande förmåga att skapa storskaliga virtuella scener, har vissa begränsningar. Kvaliteten på de fina detaljerna i de genererade miljöerna är inte den bästa, och en super-resolution-teknik kan krävas för att förbättra den visuella kvaliteten. Dessutom är de beräkningsmässiga kraven betydande, med upp till 64 grafikkort som krävs för att generera en stad-skalig virtuell värld.

Men den framtida potentialen för denna teknik är spännande. Genom att tillämpa "Första lagen om papper", kan man föreställa sig att dessa virtuella miljöer inom de kommande åren kan bli tillgängliga på en enskild dator eller till och med en mobil enhet. Allteftersom forskningen fortskrider, kommer sannolikt de beräkningsmässiga kraven att minska, vilket gör tekniken mer allmänt tillgänglig och användbar.

Furthermore, the distributed algorithm approach used to tackle the challenge of creating large-scale virtual scenes is a significant achievement in itself, demonstrating the ingenuity of the researchers involved. This distributed approach allows for the efficient utilization of multiple graphics cards, overcoming the resource limitations that previously constrained the size of the virtual environments.

Som tekniken fortsätter att utvecklas är potentiella tillämpningar många, från förbättrade simuleringar av självkörande bilar till uppslukande spelupplevelser och därutöver. Förmågan att skapa mycket detaljerade och omfattande virtuella världar öppnar upp nya möjligheter för träning, testning och utforskning av olika verkliga scenarier i en säker och kontrollerad miljö.