畅游无阻:借助GPU在博物馆体验栩栩如生的珊瑚礁

位于旧金山的加州科学院博物馆基于GPU技术,为观众呈现了精彩的3D珊瑚礁重建视频。栩栩如生的视频反映了珊瑚礁如何在日益严峻的环境中生长、繁衍、并为生存而斗争。

当你观看他们的影片Expedition Reef时,冰凉的斑点鳗鱼似乎就从你身边游过,淡蓝色的鱼群将你包围其中。尽管这一切并没有实际发生。

博物馆称其为世界上最精确的数字珊瑚礁。影片将介绍50种珊瑚、海龟、海草、海藻及5000多条鱼类,并一一为观众呈现细节。即日起至2019年3月,该影片将每日在其旧金山的天文馆播放,并将陆续走进全球各大天文馆。

“我们希望能以前所未有的方式将珊瑚带到生活中,”莫里森天文馆及科学可视化高级总监Ryan Wyatt说道, “这些复杂的生态系统需要通过一种高度逼真的方式,让人们能够融入其中。”

鱼群在海洋中遨游

该影片为博物馆的可视化工作室带来了前所未有的挑战。借助NVIDIA Quadro GPU的强力支持,该工作室得以使用与电影工作室打造炫目特效的相同技术进行制作。

要使珊瑚礁及其中的生物看起来逼真,意味着需要捕捉大量细节,包括从水面到珊瑚粗糙纹理的光线反射,以及热带鱼的艳丽色彩等。由于生物会在海流中游动、摇摆或漂浮,工作室艺术家不仅需要展现成千上万种动植物,还要展现其运动形态。

“我们之前在影片中已经打造了照片级写实的环境,但没有如此复杂,也无法展示细节和多样性,”博物馆高级天文馆和制作工程经理Michael Garza说道。

在加州科学院基于GPU的3D体验中,海龟从色彩斑斓的珊瑚礁上方游过

GPU带你潜入蓝色大海

影片中的珊瑚礁是基于全球各地的研究人员和合作方所拍摄的10万多张水下照片进行的3D重建。借助NVIDIA Quadro GP100和Quadro P6000,博物馆可视化工作室将这些二维照片转换为3D模型。制作团队随后使用GPU加速的渲染软件将模型转换为影片。

Garza指出:“Quadro GPU加速能够助力我们将大量海底照片转换为逼真的虚拟珊瑚礁。”他表示,Quadro GPU也助力将渲染性能提高了10倍,并助力在艺术家的工作站推出了32英寸的4K监视器。监视器能够帮助艺术家更频繁地进行创意抉择和迭代。

Garza表示,得益于NVIDIA Quadro虚拟工作站,该博物馆能够在有限的空间内轻松管理资源,并将多个GPU资源分配给单一大型任务或多个小型任务。

为珊瑚礁送去希望

影片在天文馆的75英尺、180度屏幕上放映,漂亮的五彩珊瑚礁和华丽的鱼群在屏幕上飞掠。

但这部电影所讲述的可不仅仅是关于美。

它展现了珊瑚礁在全球生态系统中的重要作用、受到威胁的原因,以及加州科学院等机构的科学家如何拯救这些珊瑚礁。这部影片旨在启示观众减少自身资源消耗,尽其所能助力保护珊瑚礁。

“大多数人不会专程去参观珊瑚礁,”科学院教育系主任Elizabeth Babcock说道, “我们希望使用数字化工具来激发人们的想象力,以建立人们对珊瑚礁的好感。”

除了在旧金山等地的天文馆展示之外,加州科学院还计划提供高清版和教学计划,便于教师在课堂上使用。

有关博物馆如何创建Expedition Reef的更多信息,请观看下方视频。

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