Intel bedenkt techniek voor snelle graphics

Radek Grzeszczuk, een van de bedenkers van de techniek, noemt de vinding een uitkomst voor het maken van interactieve toepassingen. “Of dat nou spelletjes zijn of pagina’s op het web, beide kunnen profiteren van de mogelijkheid om levensechte bewegende beelden te gebruiken”, aldus Grzeszczuk. Van oudsher is er een vuistregel die beschrijft hoe een computer bewegende beelden kan opwekken. Wanneer een gebruiker genoegen neemt met een lage kwaliteit van de beelden, kan worden volstaan met weinig parameters voor het vastleggen van het beeld. Een hoge beeldkwaliteit vereist een groot aantal vastgelegde gegevens over het beeld. Grzeszczuk: “Er is nog een tussenweg, door vanuit weinig parameters tijdens het weergeven de gewenste gegevens te berekenen, maar dat kost zeer veel tijd. Van een real-time grafische toepassing is dan vrijwel geen sprake.” De nieuwe techniek, die Light Field Mapping (LFM) is gedoopt, heeft de genoemde tekortkomingen niet. Van ieder beeld wordt door middel van een rijtje getallen aangegeven hoe het licht wordt gereflecteerd in de diverse kijkrichtingen. Grzeszczuk: “In feite beschrijven we zo van ieder punt op het oppervlak van een voorwerp hoe het opvallende licht er wordt weerkaatst. Een bijzonderheid is hier de gebruikte tweetraps-compressie van de gegevens. Zou je dat niet doen, dan zit je voor ieder voorwerp met gigantisch veel reflectiegegevens.” De representatie van de reflectie wordt wel aangeduid met de term 4D. Drie dimensies dienen voor het vastleggen van de ruimtelijke coördinaten, de vierde dimensie bevat het reflectiegedrag van elk punt. Om een idee te krijgen van de hoeveelheden informatie die nodig zijn: een borstbeeldje dat is gedigitaliseerd, heeft een zogeheten reflectiebestand met een omvang van 3 gigabyte. “Door compressie kunnen we dat terugbrengen tot een bestand van 44 MB. Zelfs dat kun je met goed fatsoen niet over een netwerk sturen of opnemen in een computerspel. Verdere compressie is nodig. We hanteren diverse methoden, die in staat zijn het bestand van 44 MB samen te persen tot een luttele 883 KB”, aldus Grzeszczuk. Dit komt neer op een totale compressiefactor van bijna 3400. Met de bescheiden hoeveelheid reflectiegegevens kan het virtuele borstbeeld van alle kanten worden getoond op het scherm. De kwaliteit is daarbij zo goed, als betrof het een video-opname van het draaiende borstbeeld. De bij Intel ontwikkelde techniek kan worden toegepast bij zowel gescande beelden als ruimtelijke modellen die geheel door de computer zijn berekend. Contouren “Ga je uit van een bestaand voorwerp, dan zal dat een groot aantal malen gefotografeerd moeten worden met een digitale camera. Voor het opmeten van de contouren gebruiken we een speciale scancamera, voor de lichteffecten kan een normale digitale camera worden gebruikt”, zegt Jean-Yves Bouguet, medebedenker van de techniek. Het scannen van de contouren is relatief eenvoudig. Doorgaans zijn niet meer dan tien à vijftien opnamen nodig. Voor het opnemen van de reflectiegegevens moeten tussen de tweehonderd en driehonderd sepa- rate opnames worden gemaakt. Bouguet: “Met zo’n groot aantal dekken we alle kijkrichtingen van een voorwerp af. Deze aanpak leent zich vooral voor gecompliceerde voorwerpen. Je kunt dan volstaan met een enkele opnamesessie.” Intel streeft ernaar, de nieuwe techniek opgenomen te krijgen in de MPEG-standaard, de standaard compressie voor bewegende beelden. Grzeszczuk: “We hopen dat dat aan het eind van dit jaar in kannen en kruiken is.” In dat geval komt LFM terecht in MPEG-4, de volgende standaard. Daarnaast voert Intel gesprekken met bedrijven over het nemen van licenties op LFM. Dit zijn vooral firma’s die zich richten op het scannen van ruimtelijke voorwerpen en de generatie van 3D-modellen met de computer. Het is altijd moeilijk om te voorspellen wanneer een nieuwe techniek algemeen verkrijgbaar zal zijn. De Intel-wetenschappers gaan wat dit betreft uit van een periode van een jaar of twee. “De eerste toepassing voorzien we over achttien maanden, gebruik in wijdere kring is over twee jaar aan de orde”, aldus Bouguet. Even wennen Deze manier van werken kan goed worden ingezet op internet, zoals bij virtuele winkels. De te verkopen goederen kunnen door de klant in real-time van alle kanten worden bekeken. Door het levensechte karakter van de techniek ontstaat dan een goed beeld van het product. Wel is denkbaar dat de klanten even moeten wennen aan deze manier van presenteren. Ook voordat een product gereed is kan LFM goede diensten bewijzen. Een groep ontwerpers kan via de techniek samen aan een ontwerp werken. Ook de filmindustrie is gebaat bij een snelle methode om via de computer levensechte bewegende beelden te genereren. Speciale effecten die nu nog alleen in dure producties voorkomen, zijn dan ook bereikbaar voor low-budget films. Student Wei-Chao Chen van de Universiteit van North-Carolina werkte voor zijn afstudeeropdracht mee aan de ontwikkeling van LFM. Hij laat hier zien hoe het reflectiegedrag van een voorwerp door middel van een reeks digitale foto’s wordt vastgelegd. foto: intel