Uczenie maszynowe, lasery, ray tracing. Innowacyjne technologie odmienią wygląd gier i filmów

Zdaję sobie sprawę z tego, że obecnie rozmawianie o telewizji 8K przypomina snucie opowieści z gatunku science fiction. Owszem, telewizory 4K powoli opanowują rynek, ale nie dzieje się tak dlatego, że nagle wszyscy zapragnęliśmy oglądać Netflixa w 4K albo nasz ulubiony nadawca telewizji linearnej udostępnił kanały w takiej. Powód takiego stanu rzeczy jest dość trywialny – czołowi producenci sprzętu odchodzą od paneli Full HD i większość ich linii produkcyjnych skupiona jest wokół matryc 4K. Ceny telewizorów UHD spadły do tego stopnia, że najtańsze budżetowe modele można kupić za mniej niż 1000 zł. Na rynku gier sytuacja wygląda równie interesująco. Choć pecetowi gracze, którzy chcą odpalać gry w rozdzielczości 4K na najwyższych ustawieniach graficznych wciąż muszą wydać na komputer grubo przeszło 5 tysięcy złotych (a w zasadzie bliżej 10 tysięcy), to mogą uruchomić te tytuły korzystając wyłącznie z jednej karty graficznej. Jeszcze kilka lat temu było to nie do pomyślenia, a przyszłość przyniesie kolejne innowacje – kolejna generacja PlayStation pozwoli nie tylko na płynną grę w 4K, do świata konsol wprowadzi także typowo pecetową jakość – ray tracing. Zatrzymajmy się na chwilę w tym miejscu. Wzrost mocy obliczeniowej naszych telewizorów, komputerów i konsol będzie nierozerwalnie związany ze wzrostem jakości produkcji, tak ze świata gier, jak i filmów. Aby technologia nie ma marnowała swojego potencjału, projektanci gier, animatorzy i filmowcy sięgną po narzędzia umożliwiające stworzenie nowej jakości obrazu. Niestety, nie wystarczy wyposażyć operatorów w lepsze kamery a grafików w monitory 4K i karty graficzne najnowszej generacji pracujące w trybie SLI, aby w magiczny sposób zmienić to, jak będą wyglądały produkcje przyszłości. Potrzeba narzędzi, które ułatwią projektowanie doświadczeń w UHD, zarówno tych filmowych, jak i gamingowych. W ostatnim tygodniu dość głośno zrobiło się o trzech wydarzeniach, które będą przyczynkiem do naszych cotygodniowych rozmów o technologii. Pożar w Notre Dame, premiera nowych telewizorów Samsunga i wstępna zapowiedź PlayStation 5. Te z pozoru skrajnie odmienne wydarzenia mają jeden element wspólny – opowiadają o tym, jak można tworzyć treści o wysokiej jakości graficznej.

Od spalonej katedry do wirtualnych światów

Zacznijmy od sprawy najbardziej nieoczywistej, czyli pożaru katedry Notre Dame w Paryżu. Przy okazji rozmów na temat tego, w jaki sposób zrekonstruować budowlę, pojawił się pomysł wykorzystania danych pozyskanych przez historyka sztuki Andrew Tallon. Naukowiec podczas badań nad konstrukcją kościoła wykorzystał metodę obrazowania laserowego, aby stworzyć precyzyjny, wirtualny model katedry. Pozyskane w ten sposób informacje mogą przysłużyć się do wymodelowania wysoce szczegółowej bryły obiektu. Model ten w teorii pozwoliłby perfekcyjnie odbudować każdy spalony element Notre Dame. Systemy obrazowania laserowego znajdziemy także w zaawansowanych autonomicznych samochodach, które wykorzystują LiDAR-y do mapowania otoczenia w czasie rzeczywistym. Te urządzenia, które można określić mianem laserowych radarów pozwalają z wysoką dokładnością określić odległość do poszczególnych obiektów na trasie pojazdu. Sztuczna inteligencja – o której porozmawiamy za chwilę – przetwarza te dane i analizuje, jaki typ obiektu znajduje się na drodze wiąski laserowej. Metodę obrazowania laserowego można wykorzystać także w branży rozrywkowej, aby szybko i precyzyjnie odwzorować wygląd rzeczywistych przedmiotów, które chcemy umieścić w grach lub po poddaniu obróbce graficznej – w filmie bądź serialu. Działanie tej technologii obrazowania można zaobserwować na przykładzie urządzenia FARO Freestyle3D Handheld Laser Scanner: Skaner od FARO to niewielkie urządzenie, które znacząco przyspiesza proces odtwarzania fizycznych przedmiotów w cyfrowym środowisku. Wymodelowanie tak skomplikowanego obiektu tradycyjnymi metodami wymagałoby długich godzin pracy zespołu graficznego, a co za tym idzie – poniesienia ogromnych kosztów. Skaner upraszcza ten proces do granic możliwości, jeśli tego typu technologia wejdzie do powszechnego użytku w branży gamingowej, twórcy będą w stanie automatycznie przenosić do wirtualnego świata obiekty o wysokim poziomie szczegółowości. Dzięki temu gry będą wyglądały lepiej w wysokich rozdzielczościach. Inżynierowie Nvidii poszli o krok dalej i zaprezentowali mechanizm kreowania wirtualnego środowiska przy wykorzystaniu sztucznej inteligencji wyszkolonej na setkach godzin materiałów wideo. Zamysł programistów był dość prosty – postanowili zapoznać algorytm uczenia maszynowego z nagraniami miast, a następnie wyszkolić go do budowania wirtualnego środowiska za pośrednictwem pozyskanych i przeanalizowanych danych. Tak powstała wirtualna aglomeracja zaprojektowana przez sztuczną inteligencję, o której szerzej pisaliśmy pod konie ubiegłego roku. Efekty działania algorytmu można zobaczyć na tym materiale:

Myślące maszyny to lepsze doznania

W ten sposób płynnie przechodzimy do drugiej technologii, która może okazać się kluczowa dla branży rozrywkowej w najbliższych latach. Systemów sztucznej inteligencji wykorzystujących metodę uczenia maszynowego. Kiedy pisałem o telewizorach 8K, wspomniałem o tym, że dziś nawet FullHD nie jest standardem w branży telewizyjnej. Po co nam zatem odbiorniki, które pracują przy szesnastokrotnie większej rozdzielczości? Czy jest sens inwestować w telewizor 8K, skoro przez większość czasu będziemy wyświetlani na nich treści w 1080p? Odpowiedź na to pytanie nie jest tak prosta, jak mogłoby się wydawać. Jeśli ktoś chciałby bowiem oglądać filmy w natywnej rozdzielczości 8K, to niech odpuści bieżącą generację tych sprzętów i jeszcze z pięć kolejnych. Zanim taka rozdzielczość stanie się standardem w branży filmowej – o ile do tego kiedykolwiek dojdzie – minie jeszcze wiele lat. Nie oznacza to jednak, że nigdy nie obejrzymy Misia w 8K. I nie mówię tu o remake’u, ale o oryginalnej produkcji. To dzięki sztucznej inteligencji będziemy w stanie obejrzeć to arcydzieło w nowej jakości obrazu.