上个月,在阿姆斯特丹举办的GTC欧洲大会上,NVIDIA的“VR村庄”举办了许多尖端的虚拟现实演示,其中很多我们之前已经接触过。但是,在闭门展示区域有一些新的展示。
摄像机不被允许进入展台内部,我也不能自由地说涉及哪个品牌。由于对展示内容没有任何预期,我戴上了Vive头盔,发现自己处于一个典型的三维建模环境中(一个灰色的虚空),旁边是一辆流行的四门家庭轿车的模型。
乍一看,并没有什么不寻常之处。与车辆侧面保持一臂之距,该模型显然非常准确,但由于未进行纹理处理,没有逼真的材质着色器或精美的光照效果,它看起来相当平淡。我被指示靠近驾驶员侧窗并窥入其中,很快就明显看出,这个模型经过了异常高水平的细节建模。但只有当我切换到驾驶座后,这个模型的真正能力才得以展示。
在探索方向盘周围时,我开始欣赏控制杆,上面带有白色指示灯和雨刷器的标记。这些标记,几乎只有一毫米大小,不是纹理,而是由多边形制成的凸起面。在我还没有来得及处理这些信息之前,“剪切球体”已经被激活了。这会在运动控制器周围创建一个无形的球体,它能轻松地穿过车辆的几何体。我立马目瞪口呆,因为这不是一个空壳,而是每一层材料都被建模了。慢慢地穿过方向盘的中心,我剥离了塑料和金属层,揭示了气囊系统的全部复杂性。细节水平非常出色。
接下来,整个模型被放大,我站在了刹车系统内部,然后是发动机舱。这里的每个零部件都在,不只是在表面上可见,而是全部存在。这并不是剪切穿过汽车模型的首次成功尝试——奥迪将其作为他们虚拟现实展厅的一个特性展示——但这是一个全新的水平,特别为使用毫米级精度的完整CAD数据进行分析而设计。
另外,还有一个自由行进模式,可以用一个运动控制器操作,借助倾斜控制移动方向,使用模拟扳机控制速度。这实际上是一个有趣的移动方案,通过紧密的用户控制减少了晕动感。我穿过通风系统,进入音响的格栅内。网格上的每个孔都是圆形,没有明显的多边形角。在更深处,我在扬声器圆锥体上发现了一个隐藏的BOSE标志。接下来,我凝视着座椅上的线缝,每根线缝都是光滑且弯曲的,我以为这是镶嵌细分造成的,但事实并非如此,我被告知并未使用即时细分。一个座椅的线缝大约有140万个三角形;单个线圈有约180个三角形。
我看着安全带连接器,其中包含复杂的插拔机构,然后朝后视镜前进,并剥离了其中的层次。镜子内部有一个小型电缆连接器,当然还有一个刻在塑料上的小型序列号。我本可以在这辆车上待上几个小时,惊叹于每一个细节。
此时,我展示了如何通过材质对元素进行分类,例如只显示橡胶部位。汽车中有大量的橡胶零件,既有微小的垫片和错综复杂的电缆,也有像车门和窗户密封件以及备胎之类的较大元件。然后,展示了爆炸模式,其中每个零部件都以六个方向移动,展示了汽车由大量对象组成,以证明每个对象不仅可以渲染,还可以进行动画。
简而言之,这是我见过的最详细的汽车模型。为了对比,与像是Driveclub、Project CARS、Gran Turismo和Forza Motorsport等游戏中的精美模型相比。据创作者们表示,一般的XR模型多半有25万到100万个多边形。而此次展示的模型据称有6720万个多边形。与许多其他高质量模型的产业导向的演示不同的是,这里没有帧率问题,以稳定的90FPS运行,并且进行了4倍的超采样和2倍MSAA。不用说了,这是在一台高性能PC上运行,装有一对Nvidia的Quadro P6000 GPU。新的基于Pascal的旗舰Quadro显卡现在通过PNY公司提供,OEM系统将在今年晚些时候推出。
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但即使是在使用最强大的GPU的情况下,需要一种新的裁剪方法。Nvidia专业虚拟现实总监Dave Weinstein解释说:“Nvidia构建了一种专有的基于OpenGL的渲染管线。为了同时使用两个P6000,它包含了VR SLI(通过GL_NV_GPU_multicast扩展),这是NVIDIA VRWorks SDK的一个组件。渲染是通过命令列表(使用GL_NV_command_list扩展)进行的,这些命令列表由一个GPU上的裁剪算法生成。这种技术允许我们在没有向CPU读取数据的情况下进行裁剪和渲染。将VR SLI、裁剪和命令列表相结合,实际上导致了两个GPU渲染的场景略有不同,因为每个GPU都为自己的视图进行裁剪。”
这项技术无疑将在工业设计和工程领域的未来发挥重要作用。一旦被制造业接受,这种交互水平应该很容易实现。事实上,这个项目提供的机密CAD数据是以VRED兼容格式的多边形模型形式出现的,并且据说将数据转换为Nvidia的格式是一个“简单的自动化任务”。在VR中能够参考和研究一个如此复杂的模型,而且具有如此细节、便捷和舒适的体验,确实非常引人注目,并且为工程环境中的专业图形性能提供了有力支持。
声明:Nvidia为一名Road to VR记者提供住宿,以便参加信息采集活动。
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