Daniel Shapiro - Direttore Marketing di Nvidia - ci racconta lo stato attuale della tecnologia hardware e software per la realizzazione di video e foto in tre dimensioni con un occhio al futuro soprattutto per i tablet.
“Tutti i film candidati agli Oscar 2011 per gli effetti speciali hanno usato schede grafiche Nvidia”
Per quale tipo di utenti sono utili i processori grafici Nvidia.
Se videogiochi, monti un video o fai ricerca, i problemi da risolvere sono complessi e più è potente la scheda grafica, più veloce e appagante è l’elaborazione di questi problemi.
Quanto è diversa l’esperienza di un utente professionale da quella di un privato.
Gli artisti degli studi hanno Pc con due processori grafici che sono in grado di calcolare un’enorme mole di dati in tempo reale. Ma visto che i frame da elaborare sono moltissimi e in alta risoluzione, spesso i loro computer sono usati in un network attraverso soluzioni software. 3D Studio Max, che è un software usato dagli studi cinematografici, ma anche dai privati, ha una funzionalità chiamata high ray, che serve a creare il calcolo di riflessi, rifrazioni, ombre nel giro di pochi secondi, con la possibilità di muovere l’inquadratura attorno al modello 3D in tempo reale.
Quanto siamo lontani dall’elaborazione delle immagini in un tempo non superiore a quello richiesto ad esempio da una fotocamera per catturare la realtà.
Ancora non siamo vicini a questo tipo di velocità: catturare la realtà in modo realistico significa catturare 30 fotogrammi al secondo. Sono state sviluppate soluzioni software per far sì che un’immagine al computer sia indistinguibile da una reale, ma per raggiungere quella velocità di elaborazione ci vorrà ancora tempo nello sviluppo di processori più potenti e software più efficaci. L’altro aspetto del realismo riguarda la simulazione della realtà: come si comporta l’acqua che schizza o il fumo o le foglie di un albero scosse dal vento? Il cervello è abituato a valutare questi fenomeni, quindi è difficile riprodurli ingannando la mente umana. Ma questo è un problema che riguarda lo sviluppo di software più potenti.
Quali sono le applicazioni professionali (e non) esaltate dai processori Nvidia?
Anzitutto c’è l’industria cinematografica: tutti i film candidati agli Oscar per gli effetti visivi nel 2011 hanno usato schede grafiche Nvidia con processori Quadro per creare in maniera realistica, fuoco, fumo, polvere, acqua e per il rendering. Naturalmente anche gli sviluppatori di videogame, che creano ambientazioni, scene in cui si svolge l’avventura virtuale.
Nell’industria dell’automobile i processori grafici sono utilizzati non solo per studiare l’aspetto del veicolo, le linee della carrozzeria, ma anche l’aerodinamica: la simulazione nella galleria del vento del modello 3D è necessaria per verificare il consumo di carburante dell’autovettura. Nella medicina i processori grafici vengono usati per esempio nelle operazioni al cuore: dato che le incisioni sul cuore si eseguono con dei robot, e il cuore ha delle pulsazioni che lo fanno muovere di continuo, l’elaboratore grafico crea un’immagine 3D del muscolo però immobile, in modo che il chirurgo possa operare guardando questa immagine e come se il cuore fosse fermo, mentre in realtà il braccio meccanico esegue le operazioni muovendosi allo stesso ritmo del battito cardiaco. Oppure si utilizza per creare una TAC coronarica tridimensionale, cioè una simulazione 3D del cuore del paziente senza pratiche invasive, con cui si possono prevenire infarto e altre malattie.
Nella gioielleria vengono ricreati con altissima precisione i modelli 3D delle pietre preziose e dei monili, che possono essere fatti vedere al cliente e manipolati in tempo reale e anche indossati da modelle virtuali: questo dà la possibilità di viaggiare con un catalogo virtuale dentro il Pc per effettuare le contrattazioni senza il rischio di dover viaggiare con il campionario. Nella finanza la banca d’affari Bloomberg ha installato i processori grafici Nvidia per elaborare le loro simulazioni relative al cambiamento di prezzo delle azioni: hanno algoritmi che continuamente fanno previsioni su più scenari possibili. L’utilizzo delle GPU gli permette di risparmiare potenza di calcolo dei processori dei loro computer. E poi oggi grazie alla potenza grafica dei tablet e alla rete per esempio è possibile condividere un filmato e montarne le scene in tempo reale anche per due persone che si trovano in luoghi lontanissimi tra loro.
“Il mercato opterà per soluzioni senza occhiali come per lo schermo del 3DS”
Quanto consumano le schede?
La performance di una scheda grafica non vuol dire nulla se non viene commisurata ai watt consumati. Nvidia ha una grande attenzione nella ricerca di un consumo di energia sempre minore in proporzione all’aumento della potenza: un grande sforzo è stato compiuto per esempio nei processori grafici dei tablet, che riescono a funzionare anche al massimo della potenza di calcolo, per un numero molto lungo di ore. Per usare una metafora le schede di oggi funzionano come i climatizzatori, modulando la potenza di calcolo in base all’utilizzo dell’utente finale, risparmiando così moltissima energia.
Visto che si usano anche centinaia di processori in un’architettura grafica, è probabile che funzionino solo quando ce n’è bisogno.
Quanto incide sul lavoro di calcolo delle schede grafiche il fatto che bisogna elaborare due immagini per ottenere il 3D? Ci sono conseguenze sulla qualità o la velocità dell’immagine finale?
Quando lavori in 3D hai da elaborare il doppio dei dati, perché ci sono un’immagine per l’occhio destra e per il sinistro. E questo pone sotto sforzo il processore di un computer, quindi avere una scheda grafica potente, in grado di elaborare a piena risoluzione ciascuna immagine, fa la differenza. I problemi possono derivare solo se si prende in esame l’utilizzo degli occhiali: con quelli passivi spesso la polarizzazione taglia metà della risoluzione, mentre con quelli attivi, usati da Nvidia, questo non accade e hai meno effetto di sfarfallio delle immagini in movimento, anche se è vero che c’è una riduzione di luminosità.
Come mai il 3D ha sfondato al cinema, nei videogame ma ancora non nel web?
In realtà ci sono molti contenuti in 3D. Per esempio se vai sul sto 3D Vision Live puoi vedere foto e filmati in 3D e ci sono società che stanno sviluppando plug-in per offrire contenuti 3D tramite siti web e anche Youtube ha un canale dedicato.
Il prossimo passo del 3D sono i tablet?
Sicuramente sì, anche se la differenza sarà sostanziale. Visto che l’uso del tablet è personale e lo schermo è molto vicino agli occhi, il mercato opterà per soluzioni senza occhiali, come per lo schermo del Nintendo 3DS. È una grande sfida, perché in futuro dovremo offrire chip come oggi è il Tegra e domani sarà Kal-El, sempre più performanti e veloci: basti pensare che oggi un tablet dal peso di pochi grammi deve fare quello che solo qualche anno fa si poteva fare con un Pc pesante diversi chili e con una scheda grafica grande quanto il tablet stesso. E la quantità di dati e grafica da elaborare aumenta ogni giorno in maniera esponenziale.
