HORN-6 - видеокарта для голографии Налаштування

[(_KoDAk_)]

Чтобы узнать, каково это – смотреть трехмерное видео, существует не так уж много способов: сходить в кинотеатр, где для просмотра красот 3D придется воспользоваться очками с цветными линзами, либо приобрести одну из систем симуляции трехмерного изображения на экране монитора, опять-таки использующую очки с жидкокристаллическими окулярами. Оба варианта имеют очевидные недостатки, и естественно желание получить нечто более качественное, реальное и удобное. Например, анимированную голограмму, просмотр которой не нуждается в дополнительных аксессуарах. Хотя голограммы формировать не так уж просто, возможно обратиться к компьютерной 3D-модели и просчитать данные, необходимые для генерации голограммы, создаваемой особым проекционным методом.

Одна из проблем лежит в области эффективности голографического рендеринга, на который затрачиваются огромные вычислительные мощности, которых для более или менее приемлемой скорости прорисовки не хватает даже на создание теней и света. Дело в том, что сам принцип создания голограммы (наподобие той, которую можно наблюдать на обычных "плоских" снимках предметов, сделанных по технологии с применением лазеров) предполагает расчет каждой точки изображения не как отдельного пикселя, но как целой голограммы. Исследователям из Японии удалось разработать графическую карту, названную HORN-6, которая и занимается трудоемким процессом. В ее состав входят программируемые микросхемы Xilinx FPGA с объемом памяти 738 Кб. Каждый чип соединен с 256 Мб общей памяти DDR SDRAM, а пятый используется для управления шиной PCI.

Изображение с разрешением 1920 х 1080 делится между некоторым количеством карт, просчитывающих соответствующее количество пикселей с использованием алгоритма построения лучей. Очевидно, большее количество плат приведет к большей производительности системы. В исследованиях японских разработчиков на каждый ПК устанавливались четыре платы. Вычислительные компьютеры соединялись с серверной машиной через гигабитный канал. Кластер состоял из четырех ПК и соответственно 16 графических плат.

Система вывода электроголографии (именно так назвали японцы свою разработку) представляет собой проектор с отражающей ЖК-панелью с высоким разрешением, на которой кластером формируется изображение, отражающееся в сплиттере. Последний также облучается лучом от гелий-неонового лазера (He-Ne) с длиной волны 632,8 нм. В итоге на расстоянии 1 м от ЖК-панели через линзу создается голографическая картинка.

В качестве сервера использовался компьютер следующей конфигурации: Intel Pentium 4 2,8 ГГц, два модуля РС3200 512 Мб, OC Fedora Core. Вычислительные станции: Intel Pentium 4 3,4 ГГц, четыре модуля РС3200 512 Мб, OC Fedora Core. Кластер из 16 карт HORN-6 генерирует один кадр голограммы, состоящий из 10 тыс. точек за 0,01 с, а кадр с 1 млн. пикселей – за 0,99 с.

Скорость для просмотра фильмов явно не подходит, хотя и остальным характеристикам системы до этого еще далеко. Однако, для сравнения, одиночный компьютер с обычной видеокартой и процессором Pentium 4 3,4 ГГц справляется с задачей в первом случае за 46 с, во втором – за 4574 с, или за 1 час, 16 мин и 14 с. Представленное ниже голографическое изображение имеет размер 5 х 5 х 5 см.