Невидимость требует 100 процессоров мощностью шести фенов для волос
Внимание, разыскивается невидимость! В далеком прошлом. А её как не было, так и нет. Похоже, что искатели зашли в тупик.
В отсутствии видимых изменений на невидимом фронте стоит поболтать о новом поколении несуществующей невидимости.
Мы уже неоднократно обращались к данной животрепещущей теме, кроме того целый раздел под неё предусмотрительно отвели. Начали с невидимости в хорошем, уэллсовскомпонимании — как некоей процедуры над замечаемым объектом, заставляющей его поменять собственные оптические особенности, впредь до растворения и полной прозрачности в окружающей среде.
Продолжили невидимостью как операцией над наблюдателем объекта, делающей этого субъекта «всевидящим», впредь до способности наблюдать через совсем непрозрачные предметы, не подмечая их, как если бы они стали невидимыми.
Позже стало известно, что бывает не только «объективная» и «субъективная» невидимость, но ещё и третья — хамелеонская, иллюзорно-надувательская. Не обращая внимания на собственную жульническую природу, эта последняя невидимость представляется самая технологичной, в том смысле, что более-менее ясно, что и как надобно предпринять для её успехи.
Данный, помой-му самый перспективный вид невидимости, именуется разработкой адаптивного оптического камуфляжа. Именно он, в обстановке глубокой секретности, доводится до ума разными полувоенными исследовательскими структурами. К примеру, лабораторией реактивного перемещения космического агентства США (NASA Jet Propulsion Laboratory).
На сайте научного учреждения вы не отыщете никакой информации по этому вопросу, но, однако, по всем закоулкам Интернета циркулируют слухи, что, якобы, дело у американцев на мази. Но это — громадный секрет и военная тайна, ничего более интересующейся общественности знать пока не положено.
А хотелось бы. Само собой разумеется, не только «Мембрана» внимательно всматривается в невидимые горизонты, сохраняя надежду не пропустить приближение закамуфлированного мессии. Вот и авторитетному Wired, за неимением конкретных сведений, приходится рассуждать о данной материи с позиций просвещённого скептицизма, граничащего с оптимизмом.
Схема работы плаща-невидимки первого поколения. Модельер — Сузуму Тачи (изображение wired.com).
Обращение отправится о любопытной статье корреспондента Уила Маккарти (Wil McCarthy) «Быть невидимым» (Being Invisible). Опустим преамбулу с упоминаниями о Гарри Утрата, Хищнике и Сузуму Тачи, и перейдём сходу к существу вопроса.
Но сначала весьма коротко напомним сущность оптического камуфляжа. Она несложна — маскируемый объект укрывается непрозрачным экраном, на что проецируется изображение фона сзади объекта. В совершенстве, таковой экран требуется сделать замкнутым, дабы со всех точек зрения раскрывался вид на безмятежный пейзаж без мельчайших показателей «невидимого» предмета.
А так как данный предмет — в большинстве случаев, военного назначения, — может ещё и двигаться, то статичной униформой защитного примера тут не обойтись, требуется совокупность динамической, управляемой компьютером проекции на защитный экран изменяющегося окружения предмета. В общем, подобная схема, без экранов и всяких компьютеров, на собственной шкуре, удачно апробирована хамелеоном.
Помой-му несложная, на первый взгляд, разработка требует решения целого комплекса неприятностей. На что и обращает отечественное внимание автор статьи в Wired.
В викторине Invisibles, которую для собственных визитёров устроил сайт FilmWise.com, все храбрецы — невидимые…
Начнём с того, что невидимости будет тяжело завоевать собственное место под солнцем, куда несложнее ей освоиться в тени. Дело в том, что весьма броские объекты, и само Солнце прежде всего, фактически нереально адекватно воспроизвести на современных проекционных экранах.
В темноте кинозала ещё возможно добиться некоей убедительности, но на свету — не хватит контрастности и яркости картины.
Что уж сказать о LED-дисплеях либо телевизионных экранах, в случае если кроме того сигналы светофора, затенённого светоотражательным козырьком, при прямом солнечном свете читаются с трудом.
В это же время, универсальный защитный экран для невидимого объекта обязан передавать все градации яркости. Самое не сильный мерцание, различаемое людской глазом, образовывает порядка 1 милливатта на квадратный метр. Свечение дневного неба в 150 тысяч раз посильнее.
А солнечное излучение ещё в 230 тысяч раз замечательнее, чем у окружающего неба.
Необходимо предугадать наименование фильма. «Супруга космонавта»?
Другими словами, в случае если точка зрения на камуфляжный экран диктует необходимость изображения на нём неба либо солнца, то, по контрасту с настоящей средой, сходу обнаружится вся несостоятельность обманной картины.
И, помимо этого, необходимо задуматься о ёмкости батарей для питания независимой проекционной установки. До тех пор пока все эти вопросы остаются без ответа.
Потом, для фиксации окружения «невидимого» объекта, которое и воспроизводится на экране, нужными минимум шесть стереопар камер (фронтальная, тыловая, правая, левая, верхняя и нижняя). На основании взятых от камер разрешённых необходимо рассчитать все ракурсы изображения и возможные перспективы, да ещё делать это в реальном времени, в то время, когда объект находится в движении.
Всё это потребует весьма замечательного компьютера с неповторимым автономным питанием и программным обеспечением. Требуемые миниатюрные цветные камеры уже созданы, а вот реализация проекционной части до тех пор пока что затруднительна.
Бывали и весьма лёгкие задания…
Разрешение видеопроекции возможно сделать не выше, чем степень детализации людской зрения на дистанции в 2 метра — всего-то около 290 пикселей на квадратный сантиметр. Цвета достаточно 16-битного. Неприятность в другом.
Совсем конечно, что изображение на экране должно изменяться в зависимости от угла зрения наблюдателя, не меняя реалистичности и своей яркости. Помимо этого, нужно исключить параллакс, благодаря которому наблюдатель может видеть объекты, недоступные взору камер.
Исходя из этого, компьютеру нужно рассчитывать собственное изображение среды для каждой из вероятных возможностей, обусловленных удалением наблюдателя от предмета и углом зрения на него.
Причём, требуется в один момент показывать различную картину различным наблюдателям. Покинем в стороне вопросы компьютерного моделирования синтетической трёхмерной среды в реальном времени, и разглядим лишь механизм видеопроекции.
А по большому счету, жутковатое зрелище (иллюстрации FilmWise.com).
Согласно точки зрения Маккарти, камуфлирующий экран возможно конструктивно выполнен из множества миниатюрных полусферических линз — гиперпикселей.
В случае если под каждой линзой поместить маленький дисплей размером, скажем, 180х180 пикселей, то возможно сходу проецировать картину с 32400 точек зрения на объект. Какова же должна быть мощность компьютера, что сделает из вас человека-невидимку?
Допустим, площадь замкнутого экрана — 4 квадратных метра. Разрешение — 290 пикселей на квадратный сантиметр. Итого 11 миллионов 600 тысяч пикселей. Умножаем на 32400 и приобретаем 375 миллиардов пикселей.
Это эквивалентно 286 тысячам компьютерных мониторов с разрешением 1280х1024.
Логика предстоящих выкладок Маккарти не в полной мере ясна, но, по его уверениям, при 60-герцовой частоте обновления экрана, пригодится центральный процессор минимум в 10 миллиардов ГГц.
Человек-невидимка поколения Next. Версия Wired (изображение wired.com).
Предоставим самым пытливым читателям возможность проверить сии арифметические упражнения и попутно увидим, что захват стереоизображения, манипуляции трёхмерными образами и их деформация с учётом формы экрана потребуют введения двойного коэффициента.
Действительно, в тот же час же Маккарти снижает нагрузку на процессор в 100 миллионов раз (за счёт уловок «умного» ПО) и, в следствии цифровой эквилибристики, приобретает нужную для камуфляжа сотню пентиумов по 2 ГГц.
В этот самый момент уже совсем несложно подсчитать искомую мощность — около 10 КВт, всего-то шесть фенов для волос. А для питания самого четырёхметрового дисплея необходимо и того меньше — 600 Вт. В общем, литиево-ионной батареи весом в 2,5 кг на 20 Ач хватит, при стандартном 12-вольтовом напряжении, на целых 24 60 секунд полнейшей невидимости.
Остаётся уповать на закон Мура (не каждому захочется таскать на себе 100 процессоров), новые разработки гибких элементов дисплеев и производства питания, ну и подождать лет десять. А к тому времени и программу напишут. И тогда новое поколение генераторов невидимости сделает её достоянием каждого.
Так как все мы — самую малость Хищники. Либо Гарри Поттеры.
