Революция в компьютерной графике: Nvidia придумала «бесконечное разрешение»

Nvidia разработала новую технологию под названием Infinite Resolution – «бесконечное разрешение». Она может существенно изменить то, как выглядят и ощущаются компьютерные игры.

Качественная графика на любом экране

Nvidia, американский разработчик графических ускорителей и процессоров, патентует технологию Infinite Resolution («бесконечное разрешение»), которая позволяет масштабировать графические текстуры без потери качества. Патент базируется на публикации Infinite Resolution Textures за авторством сотрудников Nvidia Александра Решетова и Дэвида Лубк, выпущенной в июне 2016 г. Соответствующая заявка на патент зарегистрирована Ведомством по патентам и товарным знакам США (USPTO).

При разработке современных компьютерных игр, как правило, используются трехмерные модели объектов (каркасы), поверх которых наносятся двумерные растровые изображения, которые и именуются текстурами. Растровым, в свою очередь, называется изображение, представляющее собой сетку пикселей (точек), каждая из которых имеет собственный цвет.

Для того, чтобы графика в игре выглядела красиво на экране любого размера, разработчики вынуждены рисовать текстуры под каждое популярное разрешение экрана или использовать аппаратные возможности видеокарты для масштабирования текстур и их сглаживания. Последнее негативно отражается на качестве выводимого изображения.

via

Слева – растровое изображение, справа – векторное

Как отмечается в патенте Nvidia, некоторые из первых рендереров (программ, визуализирующих графические данные, хранящиеся в цифровой форме) использовали векторные техники. Другими словами, изображения представлялись в виде набора графических примитивов (элементов), описанных математическим языком. Примерами таких примитивов могут быть окружности, прямые, кривые и т.п.

Главным преимуществом описанного метода можно назвать легкость масштабирования и прочих манипуляций с изображением без потери его качества. Тем не менее, преобразование растрового изображение (например, фотореалистичной текстуры) в векторное вызывает определенные трудности и требует значительных вычислительных мощностей, даже если оно не происходит в режиме реального времени.


Подробнее об «Infinite Resolution»

Технология Infinite Resolution призвана решить проблему конвертирования растровых текстур в векторную форму. Nvidia достаточно подробно описала принцип трассировки растра – преобразования растрового изображения в векторное.

На начальном этапе растровое изображение происходит предварительную обработку. Специальный алгоритм определяет силуэт объекта и описывает их математическим языком.


Процесс преобразования растрового изображения в векторное

Затем производится поиск пикселей, которые образуют края объектов. Следующий этап предполагает интерполяцию пикселей (т. е. поиск соседних пикселей, расположенных между уже известных) и представление набора соседних пикселей в виде так называемых кривых Безье. Итоговый результат, как видно из иллюстрации, лишен фотореалистичности и скорее напоминает работу художника.

Как утверждается разработчиками, технология вобрала в себя лучшие черты векторного и растрового подходов, но, что более важно, обработка текстур «бесконечного разрешения» называется лишь чуть более ресурсозатратной по сравнению с традиционными растровыми.

Текст: Дмитрий Степанов