Rozmiar ma znaczenie


Blog / Aktualności 30 stycznia 2019

Tytuł jak najbardziej clickbaitowy, ale idealnie pasuje do scharakteryzowania sytuacji, z która zmagają się twórcy treści augmented reality (AR) i virtual reality (VR).

Żeby zrozumieć dlaczego tytułowy rozmiar ma znaczenie warto poznać trochę szczegółów informatycznych. Część osób może uważać tę wiedzę za bezużyteczną, ale jeśli któryś z czytelników chciałby zrozumieć nasz fach, to ma właśnie taką możliwość.

Najprościej ujmując aplikacje augmented reality i virtual reality można podzielić na dwa elementy: warstwę wizualną, czyli wszystkie modele 3D, animacje, grafiki, layout oraz warstwę programistyczną, czyli kod, który łączy ze sobą poszczególne elementy w całość.

Wystarczy porównać strony z początków ery WWW, żeby zobaczyć jak mocno zmieniłą się kultura grafiki cyfrowej i wygląd stron internetowych. Ba, gracze jeszcze lepiej wiedzą jak gigantyczny skok został wykonany przez ostatnie trzy dekady. Od gier na dyskietkach zajmujących 1 MB do 140 GB kolosów od największych gamehouseów pokroju Rockstar Games (GTA 5, Red Dead Redemption) czy CD Projekt Red (Wiedźmin).

Red Dead Redemption 2

Dla porównania, średnia „waga” utworu mp3 trwającego 3 minuty to około 7 MB.
A muzyki słuchamy dużo i często. A filmy też oglądamy ochoczo.

Waga aplikacji nie stanowi problemu do momentu, w którym chcemy w pełni cieszyć się treściami w naszym smartfonie.

W czasie świetności portali jak Instagram, Facebook czy Snapchat, mimo coraz mocniejszych procesorów, telefony są zapełnione filmami, zdjęciami czy muzyką. Zajmują tym samym cenne miejsce na dysku niezbędne do efektywnego funkcjonowania telefonu.

Sytuację tę można porównać do studenta, który musi cały czas zapamiętywać ogromne ilości dat, faktów i powiązań, na zawołanie recytować tabliczkę mnożenia, mówić alfabet od tyłu, odebrać ciocię ze szpitala i iść na nockę do pracy.

Student może sobie ułatwiać korzystając z pomocy naukowych lub stosując metody mnemotechniczne, pozwalające na łatwiejsze zapamiętywanie, natomiast bez zdrowego trybu życia, nawet najprężniejsze umysły przeżywają przeciążenie informacją (tzw. information overload) i migający, czerwony pasek baterii sygnalizujący potrzebę podłączenia do ładowarki.

Telefon jest naszym kompanem, o którego trzeba dbać, jeśli chcemy móc na nim polegać w sytuacjach kryzysowych, dlatego informacje, które mu zostawiamy powinny być proste i łatwo przyswajalne.

Każda firma mająca w interesie dobro swoich klientów powinna tworzyć aplikacje, które „mało ważą”, ponieważ lekka aplikacja jest nie tylko chętniej instalowana bo nie utrudnia nagrywania relacji z koncertu ale też szybciej działa.

Ilość Trójkątovič vs Jakośč Mödelu

Tu twórcy spotykają się często z dylematem, który zmusza do radykalnych decyzji. Z jednej strony użytkownicy są przyzwyczajeni do wysokiej jakości animacji, której doświadczają oglądając hollywoodzkie produkcje w kinach lub platformach streamingowych oraz gier, przez co często patrzą z politowaniem na animacje, które wyglądają „jak z poprzedniej epoki”.

Z drugiej strony smartfony nie są w stanie udźwignąć Red Dead Redemption nie mówiąc już o ogromnej ilości miejsca jaką zajmują pecetowe lub konsolowe gry.

Upraszczając cały proces modelowania przyjmijmy, że podstawową jednostką jest tzw. trójkąt.

Z pięciu trójkątów można stworzyć bryłę, która może w animacji 3D stanowić np. prosty w kształcie kamień.

Przykład tego, z ilu trójkątów składa się prosty model diamentu. Żródło: @vectorboom

Przyjęło się, że im więcej trójkątów tym bardziej szczegółowy jest model.

Szczegółowe modele cieszą oko, zwłaszcza w wirtualnej rzeczywistości, gdzie możemy poczuć głębię i dać się ponieść przygodzie.

Niestety, każdy taki model jest dużym obciążeniem dla sprzętu użytkowników – im więcej trójkątów, tym więcej obliczeń musi wykonać karta graficzna.

Dlatego tak ważne dla płynnego działania jest jak najlepsze przygotowanie odpowiedniej topologii (rozkładu siatki trójkątów) oraz odpowiednio do tego przygotowanej, lekkiej tekstury – ale o tym w jednym z kolejnych wpisów.

Optymalizacja!

Kluczem do tego, aby wilk był syty a owca cała jest znalezienie złotego środka. Jak zachować jakość modeli jednocześnie sprawiając, że aplikacja nie będzie cegłą dla użytkownika?

Jest to naprawdę trudne i często żmudne zadanie. Optymalizacja i retopologia modeli to praca, w której na równi ważny jest gust estetyczny grafika 3D jak i jego zrozumienie zagadnień inżynieryjnych, działających w opisie matematycznym modeli 3D i procesów jakie zachodzą podczas ich renderowania.

To on ostatecznie decyduje, o jakie elementy „odchudzić” modele, żeby użytkownicy nie postrzegali ich jako reliktu przeszłości, ale też mogli się cieszyć funkcjonalnością aplikacji i płynnością jej działania.

Gracjan Szadziński Źródło: Głos Szczeciński

Dla przykładu użyjemy modelu, który powstał we współpracy z jednym z zawodników federacji KSW oraz studiem The Farm 51. Stworzyliśmy lekki model w pełni nadający się do renderowania i animacji w aplikacjach Augmented Reality, Virtual Reality czy interaktywnych elementach osadzanych na WWW.

Firma The Farm 51 zeskanowała zawodnika przekazując nam plik źródłowy o wadze ponad 900 MB i 11 327 892 trójkątów – siatka postaci była bardzo gęsta.

Model który dostaliśmy do retopologii. ponad 11 milionów trójkątów i 900 MB

Cały model wymagał uszczuplenia, bo jak się domyślacie, 900 MB dla smartfona to miejsce na wagę złota. Ponadto, taka ilość trójkątów potrafi zabić nawet najmocniejszą gamingową maszynę.

Na zdjęciu widać efekt retopologii. Postać jest wyraźniejsza, jednak by działała na każdym smartfonie obsługującym aplikacje rozszerzonej rzeczywistości musieliśmy być jeszcze bardziej radykalni.

Efekt końcowy to model, który ma tylko ok 25MB i 19 492 trójkątów, a widać na nim każdy włos na ciele i szczegóły tatuaży.

Taki model można już śmiało animować i renderować na smartfonie – nawet w 60 klatkach na sekundę, w rzeczywistości rozszerzonej i wygląda świetnie.

Model po radykalnej retopologii. Z 11 milionów trójkątów - niecałe 20 tysięcy.
Stworzenie modelu zawodnika KSW - Gracjana Szadzińskiego
Model 3D osadzony w aplikacji AR
Model 3D osadzony w aplikacji AR

W 3R Studio dokładamy wszelkich starań, aby każdy model 3D, który przechodzi przez nasze ręce był maksymalnie zoptymalizowany, aby niezależnie od tego, gdzie będzie wyświetlany, mógł zachować maksimum swoich funkcji zarówno wizualnych jak i technicznych.

Aby zobaczyć model w HD, kliknij w ikonę koła zębatego.