Google開源VR渲染優化工具Seurat

原標題：Google開源VR渲染優化工具Seurat

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阿K醬

為找素材筋疲力竭的阿K

昨天我們剛提到，無論是PC還是VR/AR，伴隨畫質提高而來的就是計算量的增大。尤其對於移動頭顯來說，算力顯得尤為力不從心。

好消息是，去年Google I/O大會上透露的場景簡化技術Seurat在近日開放代碼。這將為更多內容創作者提供支持，降低畫面渲染所需的處理資源的同時為VR帶來高解析度的畫面。

為了填平算力間差距的鴻溝，Google在去年推出了一款名為Seurat的新工具，旨在將高端電影質量級別的3D場景轉化為可在移動硬體上運行的東西，可以幫助開發人員和創作者快捷方便的將高保真圖形嵌入獨立虛擬現實（VR）頭顯當中。就在前幾日，這款被稱為Seurat的工具已開放源代碼，為更多內容創作者提供技術支持。

Google將Seurat描述為一種「場景簡化技術」，根據字面意思就可知道Seurat這款工具可以將複雜的3D場景簡化成一種可以在移動硬體上高效渲染的形式。比如，可以從PC遊戲中取材然後在移動VR設備上實時運行它。

為了演示這項技術，證明不是說說而已，Google與盧卡斯電影公司的工業光魔合作，用Seurat渲染了《俠盜一號》中一個場景：

該場景原本在高端PC上花費了1個小時才可以渲染完畢一幀，而在有Seurat加持的移動GPU上僅用13毫秒的速度就快速完成了一幀的渲染，該工具將場景的紋理尺寸減小300倍，把多邊形數量減少了有1000倍。雖然在圖形質量上不如原版電影畫面那麼精美，但是鑒於是在移動設備上獨立完成，畫面也已經很是可以了。

這就好像遊戲畫面的低配與頂配，對於普通玩家，能夠獲得流暢的最低配運行就可以滿足基本的遊戲體驗，否則，使用頂配畫面，卡成PPT般也就根本毫無遊戲性可言了。

同樣，Seurat在新推出的VR遊戲《銀翼殺手：啟示錄》上也取得了很高的還原度。將需要4660萬個三角形構建的原始場景簡化到307,000個，其性能提高了100多倍，卻幾乎沒有視覺觀察質量上的損失。

再拉一組渲染前後的對比

（渲染前） （渲染後）

小編我睜大眼睛看了看，在這個解析度下實在是看不出有什麼不同。可以說在肉眼觀察上，Seurat已經可以「以假亂真」了。

那麼Seurat究竟是如何做到在簡化3D場景的同時還能保持高還原度的呢？

這還要從Seurat 的命名說起。谷歌從法國畫家George Seurat 開創性的點畫法中汲取了靈感。受到George Seurat的啟發，通過減少畫面紋理佔用面積來減少3D渲染的工作量。

（George Seurat的作品）

Seurat的工作方式與傳統渲染方式不同，開發人員首先要設置一個有界的交互區域，然後軟體就會開始工作，選擇不同部位拍攝數十張照片，捕捉到觀看者能夠看到的每個角度，配合自動演算法，使用這些快照來組裝出原始場景或對象的輕量級版本。

也就是說，我們在使用VR頭顯的時候受限於視角，無法看到所處世界的全景，這就給了Seurat「偷工減料」的機會。Seurat通過採用高質量的CGI資產，預先計算出佩戴者身處給定場景所可能具有的視角，然後移除掉所有無法看到的冗餘部分。再將RGBD圖像（顏色和深度）轉化成紋理網格，針對可配置數量的三角形，紋理大小和填充率來簡化傳統方法所不能實現的場景。

如果單看文字看不懂的話，結合下面的動圖就非常容易理解了。

原本立體的3D圖像在Seurat的一番操作後「身體被掏空」，被榨乾成了薄薄的紙片牆，但是從佩戴者的視角看過去依然立體感十足。輕量化的移動設備配輕量化的圖像可以算是很般配了。

還可加入小飛機等互動元素

雖然幾何體的身體被掏空，但它依然保留了真實的體積數據，藉助Google的WorldSense位置追蹤技術，讓玩家可以實現在一個空間內自由走動。這也意味著開發人員可以將傳統實時模型組合到場景中，並在這些高保真環境中創建互動式遊戲。

除了可以渲染電影般的身臨其境的畫面，Seurat與Google Earth VR也是絕配。 Google Earth擁有目前可用的最大3D數據集之一，開發人員還在不斷地掃描更新它，並在數據中心應用重建演算法。為了讓Google Earth VR在移動VR上達到所需的幀率，需要使用遮擋剔除等技術。 而Seurat正好可以幫助Google Earth VR處理嚴重遮擋的場景，而且緩解了移動設備算力不足的尷尬。藉此，人們能夠以高質量的Google Earth VR圖形看到世界上幾乎任何地方，這也將為探索、學習創造新的機會。

VR一體機的不受束縛與便攜是PC VR所不具備的，然而脫離了計算能力強大的PC，頭顯又會因為性能的缺乏而陷入尷尬的境地。當我們在自由度與性能之間選擇困難，Seurat的出現就很好地化解了這兩難的局面——讓VR一體機具備媲美PC VR的顯示效果。

例如VR觀影，我們都知道，是很吃顯卡的，往往需要PC的輔助才能實現比較好的觀影效果。Seurat的開源或許會大大降低VR觀影的門檻，提升用戶提供更好的觀影體驗以及資源內容，從而促進VR的進一步普及。

有興趣的小夥伴可以點擊下方鏈接訪問Seurat的文檔和源碼

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