关于云计算:今天我想去一个平行世界

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基于云计算的大规模即时云渲染技术,让每个人都领有了“数字生命”。

2023 的开年爆款,非《漂泊地球 2》莫属。

它开展了人类的新话题,对于平行空间,对于数字生命,对于人类文明。追随这部科幻巨作,穿梭平行空间,领略前所未有的实在视觉震撼;认知数字意识,发现生命的存在有了新的进口。能够说,“数字”将对人类产生不可估量的影响。

在震撼之外,也聊聊背地的承载。

制作者对人类将来的设想,俨然出现在恢弘的太空电梯、宇宙空间和太空舱的影像之中。超过设想的科幻奇境,其视觉特效背地,必然是非常宏大的信息数据处理,更是极其昂扬的渲染资源运行。一部影片一秒钟 24 帧,如果只依附特效公司的“一般渲染”,渲染 1 帧画面就须要半小时。

依据漂泊地球剧组走漏,这部电影有超过 2600 个特效镜头,须要渲染超过 20800 个小时——折合过去就是整整 2 年多。

传统影视行业时常遇到工夫紧、工作重的渲染需要,制作单位往往须要为了某个我的项目购买大量的计算设施,不仅带来了微小的老本投入,更时常因计算资源有余而导致工期缩短、甚至就义画面成果。

云的存在扭转了这所有,现在的影视巨片渲染,依靠“云”大规模分布式的高性能计算机集群,可能疾速实现简单的渲染工作和高分辨率真实感渲染的繁冗工作,极大缩短了制作周期。

当然,想要走进一个平行世界,与其实在相处,惯例的云渲染力是无奈满足的,更须要“实时渲染”的极致技能,而只有基于云计算的大规模即时云渲染技术,能力让实时交互的“平行时空”走入事实,就像让每个人都领有了数字生命。

01 数字生命的终点:实时交互

随着虚拟现实与元宇宙技术的一直成熟,人们对于“数字生命”的探讨日益丰盛。其中一个重要的体验终点,就在于交互技术。

从文学到电影,人们体验另一种虚构人生的形式古已有之,可这些体验并不能被称为数字生命。

生命的体验中,一个最重要的环节之一,就在于人类与世界的交互。我的手去触碰杯子,杯子便会被我拿起来;我在你背后挥一挥手,你便能看到我的动作。

只有在与世界的交互中,人才能感触到生命的流动。

举个例子,在大年三十当晚,近百万用户在享受新春离散的事实世界时,还抉择了另一种数字生命的新体验。

在央博技术团队与阿里云联结打造的“央博新春云庙会”中,这百万名用户抉择了一齐畅游数字宇宙,在这一云端平行时空,用本人的数字分身游花车、舞狮子、踩高跷、放烟花……

精彩的互动、趣致的游戏、灿烂的画面,为新春佳节带来了一种全新的数字体验。

然而,这种带有强交互属性的实时互动场景,对 时延 有着极高的要求。

失常人类的神经传输速度为 50-100 米 / 秒,认知反应速度相当迅速,约为 100 毫秒(0.1 秒),纯视觉感知速度还要更快。一旦超出这个响应速度,人类就会显著觉察出画面的卡顿、延时,带来极差的体验。

而随着视频画面清晰度的高速晋升,画面数据量更是迎来了爆发式的增长:一方面,零碎要将提早降到毫秒级,以满足交互需要,另一方面,零碎还要实时出现高保真的画面质感,以满足元宇宙的沉迷感,这无疑对实时渲染与传输技术提出了微小的挑战。

在打造“央博新春云庙会”宇宙时,阿里云与央博团队也遇到了同样的问题。

解决方案之一,是云渲染中的“串流”技术。

串流是云游戏、元宇宙等云端大型 3D 渲染利用的核心技术之一,它通过数据中心将渲染场景转换成视频流,再通过传输网络推送到用户终端显示,其最低提早可能实现 50-60 毫秒,远低于人类 100 毫秒的认知工夫——这也是以后云渲染时延技术的天花板。

通过极大地升高了交互延时,云渲染可能真正让渲染画面“0 时差”出现在用户终端背后。

画质的清晰与否,是用户在互动体验中最能直观感触的。然而,画质晋升和算法耗时的关系如同天平两端,为了保障体验须要在两者之间均衡。

在解决延时的体验根本需要后,窄带高清技术通过内容自适应的纹理与色调加强解决,大大晋升了画面清晰度,而其产生的算法耗时却根本能够被疏忽。

交互的优化与画面的降级是在体验上改革,可另一个更值得惊叹的点在于,用户在接入“央博新春云庙会”元宇宙时不须要任何简单低廉的设施,只须要一台普普通通的智能手机。

过来,画面实时渲染技术大量依赖于本地硬件,一般手机、甚至一般电脑的硬件能力都无奈接受高质量实时 3D 渲染的技术需要,从而无奈防止“卡顿”、“发烫”景象。

云渲染的呈现就是为了解决这个问题:即便终端硬件性能个别,也能体验实时渲染成果不错的 3D 内容。

大规模即时云渲染技术,可能将用户终端渲染硬件与算力部署拆散,大量大型沉迷式体验须要的 3D 渲染利用都将部署在云端,通过云端实时渲染计算,用户只须要在实时显示的图像上点击、触控、传输指令到云端,就能实时控制 3D 渲染利用响应,不须要高配设施,而且设施通常也不会发烫了。

明天,无需任何门槛,你能够用任何一部手机接入央博新春云庙会现场,以你的数字分身“亲”临其境,享受到同样缤纷的元宇宙体验。

尽管异彩纷呈,但新春云庙会仅仅只是泛滥“文博科技新体验”的其中一个。

早在去年 6 月,央视就与阿里云单干推出了国内首个大型沉迷式云考古节目《三星堆奇幻之旅》,基于大规模即时云渲染算力复刻了 3000 年前的人类文明,让三星堆“活过来”。

02 老本,绕不开的老本

无论是《漂泊地球 2》、央博新春云庙会,还是《三星堆奇幻之旅》,它们最吸引观众的特质之一,就是其粗劣、细腻的 3D 画面。

其实,3D 画面渲染技术并非近年的产物。早在 2000 年前后,3D 渲染技术便已突飞猛进,以《阿凡达》为首的一系列 3A 级影视大作陆续震撼着世人的感官。

然而,过后,这些巨作的背地是以十年计算的低廉工夫老本,以及寻常机构所难以累赘数的十亿级别渲染老本。

因而,任何一项技术的大规模落地,老本都是最绕不开的环节。

此前,实时 3D 渲染对计算密度要求高、耗时久,须要消耗大量 CPU、GPU 及存储资源,须要繁多的企业或机构在本地投入大量计算资源进行部署。

比方,《阿凡达 1》在制作时,用了 40000 颗 CPU、104TB 内存、10G 网络带宽,没日没夜地整整渲染了 1 个多月,其耗时、耗力、耗资源水平令人咋舌。

不仅资源消耗宏大,对于制作单位来说,因为渲染业务需要存在波动性,顶峰时资源紧缺,低谷时资源冗余,如果购买大量的本地计算设施,闲暇期间的资源节约更是可怕。

与此同时,本地渲染效率往往极低:基于通用服务器,一次渲染须要 10+ 小时,集群负载过重时,提早较高,影响渲染效率。

此外,存储规格要求多样、交付效率低、运维简单、扩容难度大、灵活性有余等诸多问题都成为了限度这一技术倒退的基础设施。

这也是为什么始终以来高质量的 3D 数字交互空间开发成本高、周期长,延时问题重大,像央博新春云庙会这样的万人级同时在线互动与多终端互通的元宇宙,简直是不可设想的难题。

然而,近年间,随着 边缘计算 GPU 虚拟化 技术的疾速倒退,长期妨碍 3D 云渲染倒退的延时问题和应用老本等外围挑战正逐渐失去解决。相比于本地部署,云渲染平台 灵活性高 运维便当 高性价比,可能满足元宇宙、游戏、动画、仿真等畛域渲染需要。

云渲染平台所出现的 3D 高清交互空间都是在云端实时渲染实现后,将画面通过实时音视频传输技术,传输到用户终端显示,实现 低成本沉迷式交互体验

无论是图片、视频还是实时交互的场景,云渲染之上,都是对老本和效率的极致摸索。如何最大水平利用云上渲染资源?

阿里云视频云技术团队在 GPU 虚拟机 Windows 操作系统之上,减少了虚构外设驱动层实现在一台虚拟机上部署多个渲染利用的能力,用户通过不同的虚构外设(音响、显示器、麦克风、摄像头、键盘、鼠标、手柄、触屏)拜访同一台虚拟机而不会互相烦扰,该技术能无效进步单机资源利用率,一张卡上同时运行多个渲染过程,为云渲染的大规模商业化落地奠定了根底。

同时,云渲染也在摸索更加灵便的 混合渲染 模式,可能更灵便、更高效地满足计算需要。

混合渲染指的是渲染过程中采纳了多种计划的混合实现,包含基于管线的混合渲染、基于数据的混合渲染、基于框架的混合渲染、基于硬件的混合渲染等。

比方,在传统的渲染计算中,独自应用 CPU 编码老本高、提早大;独自应用 GPU 编码灵活性差、画质差。通过混合渲染技术,云渲染能够交融 CPU 与 GPU 编码能力,采纳GPU 为主CPU 为辅的混合渲染,实现算力资源高效使用。

与此同时,混合渲染在 云上的协同发力,也可能充分利用终端及终端左近的边缘节点的计算能力,防止了全云端渲染可能会遇到的“卡顿”问题。

无论是通过云渲染带来的计算资源效率晋升,还是通过窄带高清等技术带来的经营老本升高,随着技术的不断进步,原先价格昂扬的大型元宇宙我的项目,当初不仅能够极大降低成本,还能够将原来以年为单位的开发工夫极大地压缩。

据央博数据,借助阿里云在城市大脑、数字孪生等畛域多年积攒的高精度 3D 模型制作平台,在云渲染等技术的加成之下,“央博新春云庙会”这一元宇宙从立项到上线仅花了 50 多天工夫,创下了大型元宇宙场景开发记录。

03 当生命领有不止一种可能性

人的生命只有一次。在这个宇宙、这颗星球、这片大陆上,生命的可能性随着工夫的流逝被一直压缩,无论咱们违心与否,咱们能只在领有一个太阳,一个月亮,一副身躯的公历 2023 年中,度过咱们人生的日子。

可是明天,我想去另一个平行世界里看看。

从文字到影像,从白日梦到元宇宙,人类对另一种生命体验的谋求从未停歇,也从未进行过对“数字生命”技术的一直谋求,一直超过。

当人类超过了今生的局限,当生命领有不止一种可能性,人类所面临的将是对宇宙与存在的从新认知。

明天,数字生命赋予了咱们抉择的权力,平行宇宙给予了咱们开释的空间,而云渲染技术撑持了更多的不堪设想。从唐宋元明到 2077,从李白杜甫到三体宇宙,咱们将重新认识生命的广度,从新思考人类文明的意义。

当人类优渥于一种状态,总有想象力来冲破均衡。Cloud Imagine《云想之力》是阿里云联结 36 氪独特打造的系列报道,旨在摸索云计算大背景下暴发的利用场景和新兴技术,以设想的高维碰撞之力,窥探“云”上的有限空间。从漂泊地球到平行世界,从三星堆到云庙会,当各行业都开始探讨下一个时代到底何为支流时,由极致云渲染驱动的“虚实共生”,未然成为了共识。

正文完
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