2011. március 16., szerda

Leonar3Do itt most már a lét a tét!

Nem is olyan régen írtam arról a jól sikerült bemutatóról ahol nem mással, mint magával a Leonar3Do-val ismerkedhettem meg testközelből. A bemutató után tele voltam gondolatokkal, érzésekkel és ötletekkel, hiszen egy egészen új világot villantott fel számomra ez az ígéretes magyar fejlesztés. Hogy miért? Mert a Leonar3Do teljesen újraértelmezi a 3D fogalmát a felhasználók és a fejlesztők számára egyaránt. És ez szuper!
Minden rajongásom ellenére még mindig nincsen saját Leo rendszerem. Pedig vágyok rá, szeretnék egyet, látok benne fantáziát, de még mindig nem engedhetem meg magamnak. Számomra kicsit drága, pedig ennyiért még sose kínáltak ilyen jó virtuális valóság (VR) rendszert. Akkor miért nem veszek egyet? Tettem fel magamnak a kérdést. A mostani posztban erre keresem a választ...

Stabil alapok


A Leonar3Do egyszerű alapelvekre épül. Az egyik ilyen a sztereoszkópia. Szteroszkópiának nevezzük azt a jelenséget, amikor a két szem számára külön-külön állítják elő a megfelelő kétdimenziós képet, melyek így azt az érzetet keltik, hogy a tárgy három dimenzióban van előttünk. A sztereoszkópia 1832-ig nyúlik vissza, amikor Charles Wheatstone kitalálta a sztereoszkópikus nézőszemüveget.

Sztereoszkópikus nézőszemüveg

Mára a feladat annyiban változott, hogy most a kétdimenziós képernyőn (monitoron) kell megjeleníteni élethűen a háromdimenziós tárgyakat úgy, mintha a képernyőnek mélysége is lenne. A sztereoszkópiának sok megjelenési formája van, az egyik ilyen jól ismert az anaglif kép. Az anaglif képek úgy képesek a 3D látvány megjelenítésére, hogy kétszínű lencsével rendelkező szemüveggel tekintjük őket meg. Ez a két szín leggyakrabban a vörös és a ciánkék.

Az anaglif hatás

Az anaglif kép témája két nézőpont felhasználásával készül, melyeket két különböző színréteggel jelenítenek meg ugyanazon képtérben, így előállítva a mélységérzetet. Az elv pofonegyszerű, a legtöbb munkát pedig az agyunkra hagyjuk. Az anaglif képek előállításának eljárását egyébként elsőként Wilhelm Rollmann fejlesztette ki 1853-ban Lipcsében, Németországban. A módszer nagy hátránya, hogy az anaglif eljárás nem minden esetben képes visszaadni az eredeti kép teljes színskáláját, valamint a képek szemlélése hosszabb távon nagyon fárasztó lehet. Erre a problémára nyújt megoldást az aktív záras szemüveg (active shutter).

Az aktív záras szemüveg működési elve

Ezek a szemüvegek a képernyőn megjelenő film egyes (jobb, illetve bal oldali) képkockáit juttatják el a megfelelő szemhez. Folyadékkristályt alkalmazó eszközökről van szó (LCD panel, amelynek fényáteresztő képessége blokkolható), a vetített, megjelenített képek szétválasztásáról pedig úgy gondoskodik, hogy egy szinkronjel alapján másodpercenként több tízszer zárja el, illetve nyitja meg a fény útját az emberi szemhez. Az eszköz működési elve ugyanis éppen az, hogy egyszerre mindig csak az egyik szem látja a monitort. Persze a shutter sebessége annyira gyors (másodpercenként min. 100-szor vált), hogy a villódzás elvileg nem érzékelhető. Ezek a szemüvegek saját áramforrással rendelkeznek (aktív eszköz), egy töltéssel általában 30-80 óráig használhatóak. Ezt a technológiát széles körben az NVIDIA 2009-ben debütáló 3D Vision terméke tette elérhetővé és főleg megfizetethetővé az átlag felhasználók számára. Igaz a shutteres elven alapuló 3D-s megjelenítés már a 3D Vision előtt sem volt túlságosan új dolog, számos sikeres és kevésbé sikeres próbálkozás előzte meg a TFT előtti időkből például 1999-ben a Riva TNT alapú, ASUS-féle VR100 vagy éppen az Elsa 3D Revelator. Ezek a megoldások a CRT-s kijelzők királyai voltak. Aztán, ahogyan a lapos monitorok kiszorították CRT-s társaikat, a figyelem elterelődött a 3D-s szemüvegekről, hiszen a TFT-k a technológiához szükséges legalább 100 Hz-es képfrissítési frekvenciára nem voltak képesek hosszú ideig...

Elsa 3D Revelator 1999-ből

Ok, itt most érdemes megállni egy kicsit. A fenti leírtakból jól látható, hogy a Leonar3Do rendszer a 3Ds kép létrehozásában semmilyen újdonságot nem képes felmutatni az elődökhöz képest! Ez az igazság... De akkor miért mondom azt, hogy a Leo zseniális? Mert a lényeg még csak most következik.

Fejkövetés


Csupán egy 3Ds kép önmagában nem túl érdekes. Hamar unalmassá válik és abban pillanatban, ahogyan a fejünk megmozdul, a 3Ds illúzió is széjjelfoszlik. Ennek a fő oka az, hogy a sztereó kép nem követi le a fejmozgást. Hogy mennyire fontos eleme az illúziókeltésnek az un. head tracking azt Johnny Chung Lee 2007-ben a YouTube-on publikált videóján figyelhetjük meg. A videón egy Wii Remote kontrollerrel valósít meg egy VR kijelzőt. A látvány magáért beszél.


Ez a videó bejárta az egész világot és hihetetlen hírnevet szerzet vele magának ez a fiatalember. Csak halkan jegyzem meg, hogy ugyan ez az emberke később a mára már több mint 10 millió példányban értékesített Kinect fejlesztésén dolgozott…
És itt jön a Leo első nagy piros pontja. Mivel a sztereoszkópiát és a fejkövetést összekapcsolta, így fokozva a 3Ds élményt. A Leo rendszerben kifejlesztett szemüveg abban különbözik a hasonló hagyományos szemüvegektől, hogy van rajta két fényforrás, amivel követni lehet a szemüveg pozícióját a monitorhoz képest. Ezért a monitorra mindig a szem helyzetétől függő képet lehet vetíteni. Hiába nézzük jobbról vagy balról, a kép nem torzul el: ugyanaz marad, mintha a valóságban látnánk. A hagyományos 3D szemüvegek esetén a fej elmozdításakor a kép eltorzul, és látszik, hogy a monitorból "kilépő" kép csak illúzió. Itt viszont elmozduláskor is megmarad a kép. Ezen felül a hagyományos szemüvegek sokszor csak a mélységet adják vissza jól: a közelebbi tárgyakat közelebb hozzák, a távolabbit távolabb, de nem nyújtanak tökéletes térlátást. Ennek az az oka, hogy két szempozíciót tételeznek fel tökéletesen szemben a képernyővel, ezért legfeljebb a szemtávolságot kell megadni és ennek a két szemnek megfelelően állítják elő az ábrát. A Leo tudja, hol van a megfigyelő szeme, és a képet mindig a szem követésével rajzolja meg, ezért az ábrát a helyes arányaiban látjuk. És itt még nincsen vége, a fejkövetésnek köszönhetően a Leo aktív szemüvege jobb mint a piacon bárkié! Még az NVIDIA 3D Vision szemüvegét is lenyomja, mert sokkal világosabb és tisztább képet ad mint konkurens testvére. Hogy miért? Mert a szemkövetésnek köszönhetően a rendszer pontosan ismeri a szempozíciót, így szükségtelen a teljes LCD panel használata, elegendő csak egy akkor „ablakon” kikukucskálni a szemüvegből, amiből még pont látjuk a monitor képét. Ez egy apró fejlesztés, de hihetetlen sokat dob az eszköz használhatóságán. Szép innováció fiúk!

A Leonar3Do innovatív aktív szemüvege

A fenti technikai okfejtést abból a célból írtam le, hogy lássuk a Leo előnyeit és hátrányait. Az előnye az, hogy a meglévő technikai fejlesztéseket összeszedte, tökéletesítette és egységes rendszerbe foglalta elérhető áron. Legnagyobb hátránya pedig az, hogy nem új az ötlet! Ha valaki kívülről nézegeti Leo-t sokáig nem is érti, hogy miért is tetszik ez az embereknek, hiszen már 90-es években is volt ilyen. Mondhatná azt is, hogy „ilyen 3D-t már láttam, mi ebben az új?” És igen, ebben is van valami…de haladjunk tovább.

Szállj el kismadár


Szerencsére a Leonar3Do legnagyobb innovációja még csak most következik. A madár. A madár nem más mint az egér térbeli megfelelője.

A Leo kicsi madárkája

Segítségével az agyunkban megjelenő illúzióval interakcióba tudunk lépni. És ez, ez egy fantasztikus dolog. Ez az a pici, ami minden más rendszerből kimaradt eddig! Itt most nincs versenytárs, ez maga a Leo! Kérem ez az a plusz, amiért én zseniálisnak tartom a Leo projektet. Tökéletes 3Ds illúzió elérhető áron! Kell ennél több? Félek, hogy igen...

Leonar3Do mint platform


A Leo egy komplett 3Ds platform, amin bármi megvalósítható. A platform alatt azt kell érteni, hogy van egy SDK amin keresztül a programfejlesztők úgy érik el a Leo képességeit, hogy igazándiból nem is tudják, hogyan is működik :) A viccet félretéve a Leo jelenleg egy lehetőség, amivel vagy élnek a szoftverfejlesztők vagy nem. A programozók az OpenGL API és a Leo SDK segítségével fejleszthetik ki grafikus szoftvereiket. Jó tudni, hogy jelenleg az NVIDIA kártyákon csak a Quadro videochipre épített kártyák grafikus meghajtói teszik elérhetővé a sztereó-hoz szükséges puffereket (quad-buffered stereo) OpenGL-ben (ez nem túl szép az NVIDIA-tól). Persze ez is áthidalható a Leo segítségével.

Leonar3Do mint 3Ds platform

A felhasználó oldaláról nézve pedig a platform úgy fogható fel, mint az egér. Az egér jelenleg egy 2Ds platform. Minden program tudja, ismeri, épít rá. Természetes, hogy megvesszük. Összekötjük a gépünkkel, majd indítjuk az alkalmazást… És hopp, itt a gond, mivel tudom használni a Leonar3Do-t? Jelenleg a LeoWorld az, amin belül munkálkodhatunk, de szerintem ezt a programot 1-2 órán belül mindenki megunja. Na, nem azért, mert rossz lenne, csak éppen mindenkinek megvan a saját problémaköre, amire a számítógépet használni szeretné. És itt jön a kopp, ugyanis a jelenlegi szoftverek felhasználói felülete teljesen alkalmatlan a Leo képességeinek kiaknázásához. Sőt ezek a programok azt sem tudják, hogy van Leonar3Do-nk, mert a programozók nem készítették fel rá őket. A Leo fejlesztői úgy gondolják, hogy majd a gyártók egy update vagy egy plug-in segítségével támogatást fognak nyújtani a Leonar3Do használatához. De én erre sok esélyt nem látok. Az Autodesk termékei hosszú évek alatt lettek kifejlesztve, alapvetően 2Ds megjelenítőre. A felhasználói felület erre lett kihegyezve. Hiába lenne az AutoCAD vagy a Studio Max modelltere valódi 3Ds a Leo-val, ha közben a felhasználói felület ezt a koncepciót nem követné. Sőt teljesen máshogy kell a térben szerkeszteni, mint mondjuk a hagyományos 2Ds monitoron. Vagyis új alapokra kell fektetni a szoftverfejlesztést, mivel mások alapvetően a felhasználói interakciók is. Aki ezt nem veszi tudomásul menthetetlenül elbukik.

Google SketchUp

Nem gondolnám például, hogy az AutoCAD lenne a jó minta egy egyszerű mérnöki program kifejlesztéséhez, ha a Leonar3Do a célplatform. Sokkal jobbnak találom a SketchUp megközelítését. Persze autópályát nem SketchUp-ban fognak készíteni (inkább Civil 3D), de konyhabútort vagy íróasztalt már igen. A lényeg az, hogy ezeket a szoftvereket ki kell fejleszteni és a Leo-ban rejlő lehetőségeket maximálisan kihasználni, mert csak így fog ütni a termék. Egyébként megmarad egy érdekes de „haszontalanak” tűnő játéknak.

Ébredj fel, kis Leo!


A másik problémám a Leonar3Do-val az, hogy alig lehet olvasni róla a neten. Persze Dánielről kismillió cikk található, de fejlesztői bejegyzés egyetlen egy sem. Pedig a Leo egy platform! Vagy építenek rá a fejlesztők vagy elbukik. Harmadik lehetőség nincs. Ott van pl. a Wii kontroller, ami önálló éltre kelt. Szerintem sok fejlesztő van, aki még sose játszott a Nintendo konzoljával, de van egy ilyen vezérlője, mert a hobbi projektjéhez felhasználta. Nekünk is van, ki ne akart volna építeni digitális táblát 20 ezer forintból. És itt van Kinect amiről megint azt mondták sokan, hogy hülye gyerek játékszere, mégis 10 millió példányban kelt el. És a lényeg itt is az, hogy a fejlesztők egyből potenciált láttak benne. Feltörték, kalóz SDK született stb. Ma már ott tart a dolog, hogy a Microsoft hivatalos SDK-t is kiad hozzá, a Windows 8 pedig alapeszközként fog tekinteni rá. Nyílt platform lett a Kinect pedig nem annak szánták. De még mindig nem ez a lényeg, hanem az, hogy a hekkerek és a kutatók elég hamar elkezdték keresni az eszköz alternatív felhasználásának módjait. Vagyis komoly tudományos területeken is előkerült a Kinect, mint olcsó, és jó minőségű, valós idejű 3D modellezésre alkalmas eszköz (valahogy úgy, ahogy az amerikai Cyber Crimes Center kódtörői annak idején rádöbbentek, hogy a Playstation 3 processzora hatékonyabb jelszófejtésre, mint az ötször drágább célszerverek). Ma már pedig ott tart a dolog, hogy Kinecttel segítenék a műtéteket Amerikában. Folytassam, vagy még mindig nem értjük a lényeget?

Interaktív molekulatervező Kinecttel

Kérem, miért nem jelent meg a magyar kutatók asztalán a Leonar3Do? Miért nem fejlesztenek rá lelkes egyetemisták? Világszerte! Miért nem tud berobbanni kishazánkban? A fejlesztők nem fejlesztenek rá. Nem tud ez a fantasztikus találmány bekerülni az informatika vérkeringésébe. Persze a Kinect egy iszonyú olcsó eszköz a tudásához képest, hiszen nyomott áron értékesítik. A Leo pedig ezzel az árral nem tud versenyezni, hiába nyújt professzionális 3Ds élményt. Pedig közel sem megfizethetetlen, csak éppen jelenleg nincsen megfelelő szoftvertámogatás hozzá. És amíg a fejlesztők nem kezdik el használni, addig nem is lesz. Ez egy ördögi kör, amiből kitörni viszont nem lehetetlen. Egyszerűen csak kölcsönözni kellene egy évre az eszközt a technikai bloggerek, amatőr fejlesztők és egyetemisták számára. Ennyi. Indítani kell egy honlapot ahol ezek az emberek a Leo-val elért eredményeiket bemutatják, publikálják, tapasztalatot osztanak meg. Hogy miért? Hogy végre megjelenjen, éltre keljen a platform! Hogy elkezdjük használni. A közösségben rejlő lehetőségeket a Leo fejlesztőcsapata abszolút nem használja ki. Pedig szüksége lenne rá, nem is kicsit. Nem gondolom, hogy ezt ne tudnák a fejlesztő cégnél. Csak valószínűleg erre nem maradt már túl sok energia. Pedig az idő megy!

Leonar3Do, élet vagy halál...


Akkor genyáskodjunk tovább. A Leo egy igazán kivalló innováció, de mire kijött a dobozos verzió, máris elavulttá vált az aktív szemüveges technológia, mivel a Nintendo bemutatta a szemüveg nélküli 3Ds kijelzőjét. Persze most minden Leo fan felhörög, de nem érdekel. A Nintendo bebizonyította, hogy lehet 3Ds hatást kelteni szemüveg nélkül is megfizethető áron. És ez jól mutatja a fejlesztések irányát. Valahogy az ember nem tud a szemüveggel egybecsomagolt technológiákért felhőtlenül rajongani. Itt van például a 3Ds TV, komolyan szemüvegben akarnak az emberek előtte ülni? Otthon, a nappaliban? Nevetséges! Amihez szemüveg kell, az sosem lehet annyira izgalmas, mint ami magától értetődően az, aminek mondja magát. De nem gonoszkodok tovább, én hiszek a Leonar3Do-ban!

Összegzés


Arra kérdésre kerestem a választ ebben a posztban, hogy miért nincsen még Leonar3Do-m annak ellenére, hogy nagyon vágyok rá. Röviden a válasz: nincsen felesleges 200 ezer forintom. Nincsenek szoftverek hozzá. Nekem a SketchUp kellene, nem a gyurmázó LeoWorld!


Leonar3do munka közben, azért ez vagány

Nem vagyok sem agyagos, sem művész, sem modellező, egy mezei mérnök vagyok, aki vonalakból, görbékből és felületekből építkezik. Amíg nem lesz ilyen professzionális szoftver a Leo-hoz, számomra a platform igen kockázatos. Persze az is lehet, hogy ezt a programot nekem kellene megírnom…ambíció persze az van :)

Levezetésként


Egy igen kedves barátom kölcsönadta Nicholas Negroponte: Digitális létezés című fantasztikus könyvét. Köszi szépen Gergő! Ebben a könyvben a 8. fejezet a számítógépes grafika hőskorát eleveníti fel, most innen idézek:

"Ivan Sutherland Sketchpad című, az MIT-n megvédett PhD disszertációjának köszönheti a világ az interaktív számítógépes grafika gondolatát. A Skecthpad valós idejű rajzolórendszer volt, mely lehetővé tette a felhasználónak, hogy egy fényceruza segítségével közvetlen kapcsolatba lépjen a számítógép képernyőjével. A gondolat olyan mély és zseniális, hogy megértése és korszakos jelentőségének felismerése néhányunknál egy évtizedbe telt. A Sketchpad számos új fogalom forrása, olyanoké, mint a dinamikus grafika, a vizuális szimuláció, a pen-tracking vagy a virtuálisan végtelen koordinátarendszer, hogy csak néhányat említsünk. A számítógépes grafika történetében ez volt a „Nagy Bumm”."

Sketchpad, a Nagy Bumm a számítógépes grafikában...

Kedves Dániel, Leo Team, kedves Olvasó, kedves Befektetők…a Leonar3Do olyan jelentőségű fejlesztés a 3D-ben mint a Sketchpad volt a 2D-ben. Nem több, és nem is kevesebb...
És Te mit gondolsz róla?

0 megjegyzés :

Megjegyzés küldése