Конференция NVIDIA GTC 2013
Самые интересные анонсы и события
Содержание
GPU Technology Conference 2013. Это мероприятие (точнее, его американское воплощение; есть еще азиатское) традиционно проходит в городе Сан-Хосе, штат Калифорния, и мы уже неоднократно писали о нем в прошлые годы. Это уже четвертая подобная конференция NVIDIA, прошедшая в США.
Вот уже который раз мероприятие проводится в привычном выставочном центре San Jose McEnery Convention Center. В этот раз первая фотография с выставки получилась не слишком приглядной — выставочный центр сейчас серьезно расширяется, а в другой его части проходит реконструкция, следы которой видны на приведенной фотографии.
В качестве небольшого лирического отступления признаемся, что российским журналистам и представителям участвующих в конференции компаний, прибывшим в Сан Хосе на GTC 2013 в середине весны этого года, было очень приятно побывать в настоящей весне, а не снежной полузиме, которая до сих пор держится во многих городах России. В Калифорнии в это время везде цветут деревья и другие растения, что не могло не радовать и не настраивать на позитивный лад.
Хотя первый день работы конференции обычно не отличается большим количеством мероприятий и анонсов, во время него проходят некоторые интересные технические сессии «для разгона» — введения посетителей в последующий ритм. Автор отчета посетил несколько таких сессий, посвященных различным применениям GPU в индустрии. Также было интересно начать (именно начать!) знакомиться с огромным количеством стендов и плакатов, размещенных на территории выставочного стенда.
Но не только техническими сессиями отличился первый день GTC 2013. Также компания NVIDIA объявила о том, что программисты, использующие язык Python, смогут применять GPU-ускорение, основанное на CUDA, в своих приложениях с вычислениями и анализом больших объемов данных. Язык Python является одним из самых популярных языков программирования и позволяет писать высокоуровневый программный код. Библиотеки и возможности Python хорошо подходят для многих научных и инженерных задач, и возможность их ускорения на GPU приведет к появлению новых приложений.
CUDA поддерживается в NumbaPro — компиляторе Python из нового продукта Anaconda Accelerate компании Continuum Analytics. Поддержка GPU-ускорения в Python стала результатом внедрения кода компилятора CUDA в ядро популярной компиляторной инфраструктуры с открытым кодом LLVM. Эта инфраструктура позволяет сравнительно просто добавлять поддержку GPU-ускорения в языки общего и специального назначения.
странице компании.
Остается напомнить, что платформу NVIDIA GRID поддержали многие участники облачных игровых сервисов, таких как Agawi (США), Cloud Union (Китай), Cyber Cloud Technologies (Китай), G-cluster Global (Япония), Playcast Media Systems (Израиль) и Ubitus (Тайвань). Эти международные компании, работающие в сфере облачных игр, планируют использовать платформу NVIDIA GRID при предоставлении услуг новых игровых сервисов.
На ключевом выступлении Дженсена Хуанга была вживую показана работа GRID VCA. На Apple MacBook Pro были запущены три разных «рабочих пространства», каждое со своим ПО, в т.ч. не существующим в версиях для Apple — это еще одно применение виртуализации графического ускорения.
Также на этом мероприятии в поддержку GRID VCA высказались некоторые представители индустрии, в т.ч. Gian Paolo Bassi, вице-президент компании SolidWorks в сфере научно-исследовательских работ. Он рассказал, что ПО его компании используется для проектирования разнообразной продукции, начиная от медицинских приборов и заканчивая космическими кораблями. Всего их программы использует 180 тысяч компаний в 80 странах.
В числе выступавших был James Fox, президент компании Dawnrunner, которая является одним из первых пользователей GRID — они используют его для запуска программ Adobe и Autodesk. Но самым зрелищным выступлением выделились «киношники», конечно же. Компьютерная графика давно используется в голливудских фильмах. К примеру, в кинофильме «Жизнь Пи» в кадре почти постоянно находится тигр, и он практически во всех сценах смоделирован при помощи компьютерной графики.
Но на сцене были другие представители индустрии: Jules Urbach — основатель и генеральный директор компании Otoy, и Josh Trank — режиссер обещанного на 2015 год перезапуска фильма «Фантастическая четверка». Они вкратце рассказали о том, как используют компьютерную 3D-графику для визуальных эффектов в своих фильмах. Особенное внимание уделялось предварительной визуализации, в которой теперь им помогает использование GPU для рендеринга качественной картинки с трассировкой лучей.
Директор Otoy показал работу Octane Render на примере сцены из «Трансформеров», которую помогала делать их компания, используя всего лишь рабочий ноутбук. При этом рендерер использовал для просчета сцены 112 графических процессоров, расположенных на удаленном сервере аж в Лос-Анджелесе. Сначала была показана сцена с рендерингом в каркасном режиме, как обычно работают с одним GPU на рабочей станции…
…а затем та же сцена была очень качественно отрендерена более чем сотней графических процессоров. Менее чем за секунду — в отличие от нескольких часов, которые занимал рендеринг в предыдущие годы!
Причем при использовании виртуализации графических вычислений можно работать с подобным качеством предпросмотра за своим ноутбуком чуть ли не в любой стране мира, получая удаленную вычислительную мощь сотен, а то и тысяч GPU. Неудивительно, что киноиндустрия принимает NVIDIA GRID и GRID VCA с таким воодушевлением, эти решения отлично подходят для них.
GeForce GTX Titan, на которых основан и быстрейший в мире суперкомпьютер Titan Окриджской национальной лаборатории.
Нет, тигра (на снимке) в реальном времени рендерить еще не научились, он из фильма Жизнь Пи, в создании визуальных эффектов к которому участвовали графические процессоры компании NVIDIA. Но в реальном времени Titan умеет запускать симуляцию водной поверхности океана с волнами разного размера по шкале Бофорта (Real-Time Beaufort-Scale Ocean Simulation). Демонстрационная программа имитирует волны визуально правдоподобно и физически реалистично.
Сначала Дженсен рассказал и показал, как симуляции поверхности океана в реальном времени выглядели до сих пор — волны реалистичные, но они все примерно одинаковые и повторяющиеся, а также нет имитации брызг и пены, и поверхность не взаимодействует с имитируемым ветром.
После этого публике было показано усиление ветра и шторма в современной демо-программе компании NVIDIA. При усилении ветра волны взаимодействуют с ним и видоизменяются, становясь все сильнее. Появляется пена на поверхности воды и брызги от волн, а также симулируется и выглядит правдоподобно дым от силовой установки корабля. Данная имитация учитывает такие параметры, как размер корабля, его скорость, сила волн, а также скорость и направление ветра.
Интересно в демке океана еще и то, что в ее разработке принимал непосредственное участие сотрудник московского офиса компании NVIDIA. Если вы помните предыдущую демку NVIDIA Realistic Water Terrain, также известную как Island, там поверхность воды уже была неплохо имитирована, но тут степень реализма вышла на совершенно другой уровень.
Но ведь симуляция человеческого лица и его эмоций еще сложнее. Выражение лица человека постоянно меняется, с его помощью мы общаемся с людьми, и количество лицевых мышц составляет пару десятков. Имитация наших эмоций уже может быть довольно реалистичной. Но тут есть еще одна проблема. Дженсен на выступлении упомянул интересный факт: на каком-то этапе симуляция человеческого лица становится близкой к реалистичной настолько, что объект, выглядящий почти как человек, но все-таки не как человек, вызывает неприязнь у людей. Этот эффект называется эффектом «зловещей долины» (uncanny valley).
Когда в анимации показываются лица, лишь отдаленно похожие на человеческие (множество мультипликационных фильмов), то это вызывает положительные эмоции, но в случае с персонажем Анжелины Джоли в анимационном фильме Beowulf, где она играет роль матери Гренделя, ее анимированный человеческий облик вызывает неприязнь. Чем больше персонаж похож на человека, тем симпатичнее он для людей, но лишь до определенного предела — самые человекоподобные лица оказываются неприятны людям из-за мелких несоответствий реальности, которые мы улавливаем, а анимация усиливает это восприятие.
NVIDIA в своих демках всячески старается создать человекоподобные реалистичные лица. К примеру, известный персонаж Dawn — фея из предыдущих демонстраций компании. Тон кожи и волосы феи довольно реалистичны, она выглядит похожей на настоящую девушку. Но в движении Dawn все-таки выглядит слегка странно и даже несмотря на общую миловидность, анимированная фея выглядит слегка коряво. Дженсен не очень доволен этим фактом:
Видимо, именно поэтому NVIDIA вместе с Южно-Калифорнийским университетом (University of Southern California) разработала более реалистичную анимацию человеческого лица. Для этого с актера захватываются и записываются несколько десятков разных выражений лица при помощи специальной сцены со множеством источников света и камер. Все захваченные изображения специальным образом конвертируются при помощи технологии Face Works из 32 гигабайт данных — в несколько сотен мегабайт информации в виде 3D-моделей. Технология позволяет захватывать данные о лице человека с большой точностью без использования специальных маркеров и камер.
Графические процессоры NVIDIA затем синтезируют и отрисовывают анимированные модели с использованием тесселяции и результат получается очень реалистичный. Используются очень сложные шейдеры для имитации кожи, содержащие более 8000 инструкций на пиксель, которые делают поверхности и освещение столь правдоподобными. На каждый пиксель производится по 161 отфильтрованных текстурных выборки, а при рендеринге в разрешении 19201080 за каждый кадр обрабатывается 82 миллиарда операций с плавающей запятой (FLOPs) — это почти 5 триллионов операций в секунду при 60 FPS.
Неудивительно, что Ira (так назвали цифрового персонажа демки) выглядит гиперреалистично. Вдобавок ко всему вышесказанному можно отметить качественные мягкие тени и достоверную имитацию глаз. В движении Ira выглядит еще реалистичнее, ведь анимации различных выражений лица можно смешивать друг с другом и плавно переходить от одной к другой эмоции. А еще Ira умеет говорить. Дженсен «попросил» его сказать, что он ел на завтрак и о его впечатлениях о Project Shield. На последний вопрос Ira ответил так: «Возьмите мои деньги!» И похоже, что этого хочет не только он.
Если у вас остались какие-то вопросы по изложенным в материале темам, или вы хотите ознакомиться с другими материалами, освещенными на технологической конференции NVIDIA, то все записи основных выступлений и прочих сессий доступны для всех интересующихся на сайте GTC.
В заключение предлагаем вам видеообзор, посвященный итогам конференции:
