3D内容交付和弧形

我在2004年看到了我的第一个移动增强现实演示。一家小型欧洲初创公司刚刚向NVIDIA开发人员关系团队发送了他们应用程序的视频-一种交互式恐龙宠物,当它被纸质QR码触发时会出现在手机显示屏上。 在大多数情况下,在iPhone,Android和高功率移动图形处理单元已经过时的时代,这是一件非常了不起的事情。

视觉细节的水平并不令人惊讶。 显示器很小,分辨率很低。 CPU的性能刚刚超过200 MHz,HD空间不足100MB,这意味着您无法在本地渲染或存储太多内容。 而且,由于许多国家/地区的3G网络仍处于推广阶段,因此,将3D合理地流式传输到手机的选择有限,甚至是像我正在研究的模型一样的基本3D。

不幸的是,这只是很酷的沉浸式应用程序系列中的一个,远远超出了支持它的基础结构的范围。 视觉体验根本无法满足与未来沉浸式AR交互相关的期望水平。

14年后的今天,尽管移动和图形行业已经走了很长一段路,但向增强现实设备交付高质量3D图形的根本挑战仍然是一个尚未解决的问题。 就像当时的手机行业一样,当今的混合现实市场也是零散的,市场上有数十种设备,所有这些设备都在努力提供与高清,完全沉浸式和交互式视觉体验期望相符的性能。

像NVIDIA,Intel,Qualcomm Technologies等公司,都在物理允许的范围内尽快推动着小型芯片组的发展。 但是,在现在通过单个原子的宽度来测量晶体管设计的宽度的时候,即使摩尔定律设定的节奏也变得无关紧要。

可以合理推测,移动处理器不会很快赶上高端图形渲染工作站的计算能力。 这意味着,在尝试渲染最初在大功率PC上设计的大型,复杂的3维图形时,不受限制的移动和混合现实设备在可预见的将来将继续受到客户端的重大限制。

在等式的交付方面,正如去年Ori Inbar和Matt Miesnieks的一些出色文章所解释的那样,ARCloud服务将提供将AR内容交付给可以与该虚拟内容(和其他用户)进行交互的用户(和其他用户)使用的基础架构。他们的移动AR设备。

这些文章还强调指出,尽管服务器端基础架构运行良好,众多企业巨头争夺ARCloud席位,但如何交付移动设备可以实际渲染的高质量3D内容仍然存在尚未解决的挑战。 换句话说,当我的设备根本无法计算出3000万个在旧金山街头行走的恐龙的多边形虚拟模型时,其理论能力有什么好处?

ARkit使用增强现实在街道上展示恐龙

值得庆幸的是,尽管有极少数公司,但仍有许多公司正在开发解决方案,以帮助弥合各种消费者和企业行业之间的差距。 我所工作的公司就是其中之一,但是冒着无耻晋升的风险,我将关注像我这样的公司正在以更一般的意义开展工作的问题,以及为什么如此难以解决。

在资源受限的移动设备上运行海量3D模型不仅困难,在某些情况下,实际上是不可能的。 例如,像Microsoft Hololens这样的设备,建议每个模型的多边形阈值在100,000至150,000个三角形之间。 当然,对于某些复杂性不是很重要的模型,这是可以的。 但是对于具有大量曲面的大型对象或结构,您很快就会用完三角形。 典型的商业高层建筑的平均建筑模型不少于2500万个三角形。

除了复杂性之外,还有性能。 如今,每秒60帧是3D图形的行业标准-越来越少,许多用户在几分钟后往往会晕动。 30 FPS以外的任何事物都会开始对大脑产生各种奇怪的事情,使人头痛和眼睛疲劳-当用户期望令人难以置信的身临其境的可视化效果时,您最后要做的就是使自己真正沉浸其中。

如果设备无法以高质量和令人满意的性能进行渲染,那么剩下的唯一选择就是简化模型以及如何查看模型。 为此,解决方案通常包括繁重的任务,其中包括手动抽取几何体(简化时有点激进的用语),管理细节级别,自动遮挡剔除,压缩纹理并在照明中烘烤,以及许多其他技巧。 这是一项巨大,乏味且通常非常昂贵的任务,通常需要整支团队花费数周才能完成。

好消息-有解决方案可以使该过程的至少一部分自动化。 我工作的公司开发了一个自动优化管道,只需单击一个按钮,该管道就可以正常工作。 将您的模型导出到云中,可以对其进行快速优化,然后可以在混合现实或移动设备上查看。 对于那些没有3D图形核心技能的公司来说,这是一个很好的解决方案,他们无法手动旋转所有必要的信息,以进行良好的优化并将复杂的3D资产交付到资源受限的设备。

AR中的Umbra合成Ferarri模型-Umbra在增强现实中渲染Ferarri

市场上的其他解决方案深入到3D复杂性的各个方面,提供了比您难以动摇的更多优化参数。 对于想精简优化过程的更多3D精明设计师来说,这些都是不错的选择,但他们乐于通过大量的旋钮和滑块来深入研究。 一些工具专注于单个对象的减少,而其他工具则专注于整个3D场景的优化。 并且,根据您所在的行业,有一些工具可以适应游戏开发人员,建筑师,医学专家,汽车设计师等其他非常特定的工作流程。

一旦ARCloud服务准备好开始向移动AR设备批量交付复杂的3D,这些设计优化工具和交付平台将变得越来越有价值,并最终变得至关重要。 为了轻松地借鉴古老的谚语,3D优化将使最终将骆驼推入眼帘,并帮助业界实现在混合现实设备上实现令人难以置信的沉浸式可视化的承诺。

要了解有关优化的更多信息,请访问www.umbra3d.com,以发展AR的未来