студия дизайна

Хорхе Хименес (Jorge Jimenez), исследователь компьютерной графики, опубликовал работу, которая символизирует новую ступень в реалистичности видеоигр и изображения живых людей в компьютерной графике вообще. Суть исследования Хименеса заключается в том, что автору удалось разработать такой алгоритм рендеринга для человеческой кожи, что его можно эффективно применять даже на аппаратуре потребительского класса. Этот алгоритм, названный автором SSS (Separable Subsurface Scattering – разделяемое подповерхностное рассеивание), позволяет быстро просчитать частичную светопроницаемость кожного покрова всего за два дополнительных прохода в пост-обработке сцены. В авторской реализации алгоритм SSS целиком построен на технологии DirectX 10.

Хименес описывает свое открытие, как результат многочасовых «исследований, отчаяния, волнения, радости, печали, гордости и полного погружения в проблему». На своей машине с серийным графическим ускорителем на базе чипа GeForce GTX 580 автор продемонстрировал работу тестовой программы со скоростью вывода графики 112 кадров в секунду.

Кроме того, автор успел опубликовать готовые видеоролики, а исходный текст его алгоритма уже доступен в публичном репозитарии GitHub.

Хотя предложенный автором код способен работать на массовых серийных ПК, для продуктивной работы понадобится довольно мощная конфигурация оборудования. В частности, для проведенной демонстрации Хименес использовал видеоускоритель GeForce GTX 580, средняя стоимость которого в США составляет порядка 470 долларов. Тем не менее, недешевый графический процессор показал великолепные результаты — при средней скорости 112,5 кадров в секунду точные показатели находились в пределах от 80 до 160 кадров в секунду (FPS).

На данный момент еще очень рано ожидать внедрения нового алгоритма в процесс создания персонажей очередных версий таких реалистичных видеоигр, как Call of Duty, Mass Effect или Elder Scrolls. Показанная демо-программа пока умеет отображать всего одного персонажа, причем не полностью, а только голову и плечи. Это очень и очень далеко до мира современных игр, предлагающих целый мир, наполненный полноценными героями. Тем не менее, даже если алгоритм SSS найдут применение в играх, результаты наверняка будут не такими впечатляющими, поскольку графическим процессорам в них и без того есть чем заняться.

В целом, одного только алгоритма SSS недостаточно для рендеринга полностью реалистичного человекоподобного персонажа. Сам разработчик признает, что в этом процессе нужны дополнительные инструменты для углубленной проработки динамического диапазона (как в HDR-фотографиях), высококачественная имитация цветовых оттенков кожи, имитация зернистости на пленке, учет расстояния до персонажа, привязка тонов для каждого участка кожи, повышенное качество трехмерных моделей, параметрические карты, более точные карты затенения, а также мощная система сглаживания линий. Отсутствие хотя бы одного из этих инструментов, как пишет Хименес в своем блоге, полностью разрушает иллюзию. Более того, задача рендеринга кожи у персонажей становится крайне сложной, когда требуется разрешение, близкое к формату 1080p.

Однако, так или иначе алгоритм стоит признать впечатляющим достижением, особенно если учитывать, что он способен работать на оборудовании, которое можно легко купить в магазине.

По материалам сайта GizMag.