Imagination技术前瞻副总裁:GPU在体验元宇宙中的作用

2021-12-06

通过充分挖掘GPU的强大计算潜力,我们能够构建出令人沉醉的虚拟现实环境与执行海量数据处理任务。这种技术整合了图形处理器的并行处理能力,使其成为增强用户体验、驱动复杂应用程序及加速大数据分析的关键推动力。

Kristof Beets 担任 Imagination Technologies 的技术愿景高级执行官,专注于推动前沿科技发展与创新。

当Hiro步入街巷之际,他目睹了两组年轻伴侣从Port Zero走出——此处既是地方性的入境点,亦设有便捷的单轨交通设施。这些夫妇或许正依托父母遗留之电脑,于Metaverse之中携手共度四人相会时刻;当然,他们并非血肉之躯现身于此。相反,这不过是光纤网络传输之下,计算机生成动态图像的一部分演绎。在元宇宙的虚拟空间中,人们化身成为犹如阿凡达般的软件存在——视听兼备的身体,跨越屏幕与彼此进行交流互动。

一个崭新的纪元正在降临。

自二十世纪九十年代起,互联网发展逐步倾向于社交化方向,并在此过程中孕育了元宇宙这一引人瞩目的概念,各大科技巨头如Epic Games、微软以及后来的Facebook纷纷宣布意图构建一个融汇现实与虚拟空间的互联互通世界。

基于当前所涉企业布局的视角,元宇宙的范畴似乎涵盖了工作、游戏与社交活动等核心领域。然而,其潜力远不止于此;教育、医疗乃至政治等更多维度亦有纳入的可能性。最理想化的解读是将其视为一个虚拟现实空间,在此中,不仅现实生活中的各类事务均可展开,而且能够超越物理世界界限,实现那些在实际生活中难以或无法实现的愿景与目标。

将雄心壮志的概念付诸实践确实蕴含着诸多挑战。为了确保平台、系统与应用程序之间的无缝协同工作成为全功能生态系统的核心驱动力,软件创新需不断进阶,旨在加速元宇宙的成型进程。展望未来数载,我们或许将目睹一系列令人瞩目的软件革新,其核心在于提升性能和扩展功能,以赋能用户在管理海量数据时采用前所未有的、充满活力的方式进行操作与交互。这些更新不仅将促进技术生态的繁荣发展,更将为参与者开辟探索数字维度的新疆界。

自技术角度审视,我们已探索并目睹了局部的"元宇宙"景象,其中最吸引公众关注的例子无疑是Epic Games旗下的游戏《堡垒之夜》。2019年,由Marshmello主办的演唱会活动吸引了逾千名参与者,纯粹以社交形式展现了其巨大吸引力。随后,众多类似的整合事件应运而生,如Ariana Grande的虚拟巡演"Rift Tour"以及Marvel的《星核战争》。此外,在游戏领域,Roblox亦开启了其“开发者市场”新篇章,不仅赋予了开发人员将游戏、资产、插件、3D模型等进行货币化的可能性,还为游戏内部工作提供了实现经济收益的有效途径。

元宇宙的范畴远超乎游戏体验的范畴;微软作为全球领先的云端服务提供商,其全面的办公软件与服务平台如Office 365及LinkedIn,连接了庞大的用户群体,跨越不同的系统架构。随着Facebook公布其构建元宇宙愿景的决心,我们得以窥见未来生态的具体轮廓——一系列无缝对接的数据流贯穿各个平台、系统与应用间,使得用户能够沉浸于一个逼真的在线虚拟环境之中,实现全方位的数字融合体验。

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当思索人类如何沉浸于元宇宙体验时,扩展现实设备自然浮现在脑海中。不难预想,佩戴上VR面罩,与《头号玩家》描绘的情景相仿,瞬间接入自己所偏好的数字环境,仿佛身临其境般穿梭其中。

然而,尽管当前阶段的VR头显尚处于发展阶段,并面临高昂成本所导致的较高入门壁垒,其核心目标始终是实现全身心沉浸于虚拟现实环境中的体验。为了达成这一愿景,高刷新率与高分辨率显示技术是不可或缺的关键组件,它们共同构建起细腻且流畅的视觉感知基础。

随着业界不遗余力地推进创新,诸如注视点渲染等前沿智能技术正在逐步开发并应用于实践中。这些技术创新将推动VR头显设备持续迭代进化,每一次的技术进步都旨在提升用户体验,使其更加便捷、高效和自然,从而进一步缩小现实与虚拟世界的界限,为用户带来前所未有的沉浸式体验。

在探讨元宇宙早期阶段的发展时,增强现实领域展现出令人瞩目的增长态势。以Pokémon Go为代表的标志性应用,巧妙地利用3D扫描技术,增强了现实世界的沉浸感,从而为用户带来了前所未有的互动体验。Niantic有限公司的近期举措——收购6d.ai与Scaniverse两家企业,明确彰显了其致力于构建一体化AR硬件及软件系统之决心。这一战略旨在将真实环境与数字化领域完美融合,创造一个无缝连接、创新无限的新世界。

微软、苹果、Facebook和谷歌等科技巨头正投身于增强现实产品的研发,旨在通过持续的物理环境扫描来显著提升用户体验的沉浸度。据Grand View Research在二零二一年二月的报告指出,从二零二一年至二零二八年,预计该领域的年复合增长率将达到惊人的百分之四十三点八,这预示着增强现实市场的增长势头将持续强劲且迅猛。

实际上,扩展应用领域至超乎寻常的边界后发现,AR技术真正展现出的力量远超于仅仅局限于游戏范畴之内。此技术具备颠覆性潜力,能够跨越传统行业界限,在医疗教育、零售运营、商业物流乃至室内装饰等领域能够引发根本性的变革与革新。

与沉浸式的VR体验相比,AR以其更加实用亲民的特性脱颖而出,这使得其成为驱动社会向元宇宙领域过渡的关键动力。这一转变不仅体现在技术层面的进步上,更在于它为各个行业提供了一种更具互动性、便捷性和现实融合度的解决方案,从而在多维度上推动了未来数字化世界的构建与完善。

依托于数十年来为逾100亿台装置开发革新性的移动GPU方案的深厚积累,Imagination深刻意识到图形技术在构筑沉浸式元宇宙体验中的关键角色与价值。我们近来的成果,即推出的IMG CXT GPU,乃是全球首款将硬件光线追踪功能整合至移动平台的解决方案,在硬件架构层面,其效能表现尤为卓越。

在近期的项目部署中,我们精心构建了光线追踪评价系统,此系统划定了六级标准,涵盖了现今与未来的技术方案,自零级至五级不等。CXT的运行等级定格于四级,这表明它不仅于硬件层面实行边界体积层次结构光线搜索,而且在芯片层级也展开了光线相干排序的工作。由此产生的效果是,我们可以对沿同一线性路径行进的光线进行有效分组,并最大限度地激活GPU并行计算潜力,与基于区块渲染方案原理类似,此举显著提升了整体ALU利用率以及测试效能。

在近期时段内,采用CXT这类创新方案能够将光线追踪技术引入至移动端增强现实应用领域,此举旨在确保各类应用程序在呈现虚拟物体时,皆能享受到高度真实的三维视觉效果和交互体验。通过实施此类解决方案,企业得以打破技术局限,实现移动设备与复杂图形处理能力的融合,从而为用户提供沉浸式、逼真的数字内容体验,进一步推动了虚拟与现实边界的技术革新。

随着虚拟现实与增强现实技术的进步及XR硬件的发展趋势,我们即将迎来混合计算方案的新纪元。在这种创新框架下,移动GPU将集成于头戴式设备中,这意味着在确保性能的同时,对能源消耗与电池寿命的平衡管理变得至关重要。

在此背景下,CXT展现出其独特的竞争力优势。作为一款可扩展型解决方案,它允许SoC制造商实现高达9TFLOPS的FP32光栅处理能力及超过7.2GRay / s的光线追踪性能,且在同等功率水平下的能效表现较现有2级和3级方案显著高出250%。

这一技术革新意味着XR设备能够在提供卓越图形性能的同时,大幅减少功耗与电池负载,从而为用户提供更为沉浸、持久且高效的虚拟体验。

当然,AR与VR技术仅是元宇宙这一庞大概念中的表象之一。该生态系统正面临着一系列复杂的软件和数据处理难题,并孕育着前所未有的创新。近年来,GPU因其能够并行执行数千个线程的特性,在解决大规模数据挑战上取得了显著成就,相比于传统的CPU,它们在输出效率与内存带宽方面展现出压倒性的优势。此外,通过采用诸如Imagination公司的相干性排序硬件等革新方案,GPU得以高效渲染出数字世界景象,从而实现资源利用的最大化。

简而言之,图形处理单元将在元宇宙的构建及数据管理过程中扮演至关重要的角色。

尽管通往真正元宇宙的道路尚需时日,然而当前这一领域的开拓与探索已然激发了无尽的热情。竞争的激烈不仅催生了前所未有的创新火花,而且随着更多志同道合的探索者汇聚于此,共同参与这场崭新在线时代的竞赛,我们有理由相信,将见证软件、图形处理器、中央处理器乃至人工智能领域取得长足的进步与发展。

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