Neoweb.nl

Nieuw Idee: Ultrarealistisch Geluid- en beeldrendering

0 Members and 1 Guest are viewing this topic.

Offline Digihans

  • *****
  • 1.794
  • +86/-8
  • Gender: Male
  • E=MC2
Nieuw Idee: Ultrarealistisch Geluid- en beeldrendering
« on: March 30, 2006, 01:27:23 PM »
De toekomst van de geluidskaart.

Iedereen kent het wel. De nieuwe generatie videokaarten. Ze zijn gespecialiseerd in het berekenen van vectoren, polygonen, materialen, lichtval, ambiance etc. Daarbij worden ze steeds krachtiger en gedetaileerder.
Tegenwoordig worden ook de 3D-games en simulaties steeds geavanceerder. Daarom zie je een groeiende behoefte voor 'physics' kaarten. Deze kaarten ontlasten de videokaart door berekeningen op het gebied van natuurkundige wetten (zwaartekracht, wrijving etc. ) uit handen te nemen.

Maar hoe mooi de games er ook uit zien, je hoort meestal altijd dezelfde voetstappen, dezelfde 'geweergeluiden', dezelfde ronkende motoren etc.
Nu wordt audio nog als sample onder een 'event' gezet.  Via panning, echo's en volumewisselingen wordt al wel de illusie gewekt van diepte en afstand, maar het blijft eigenlijk heel knullig.
In goede games gebruiken ze iets meer variatie, maar nog steeds is het geluidsaanbod beperkt tot enkele gigabytes. Dit komt ook omdat je anders tig gigabyte nodig hebt om alle verschillende geluidscombinaties op te slaan. Om nog maar te zwijgen over het werk wat programmeurs moeten verrichten om alle geluiden op de juiste plek te laten plaatsvinden. Maar hoe kunnen we dan wel het realisme van echt geluid benaderen?

Sound Calculation Unit
Misschien is het een idee om audiokaarten te ontwikkelen die 'materiaalsound' simuleren/berekenen. Dus een geluidskaart die de echte geluiden nabootst, die de physics en interactie van verschillende materialen met elkaar teweegbrengen.
In de nieuwe audiokaarten zou je dit geluid moeten kunnen berekenen, waardoor het de realiteit gaat benaderen.
Dit is een enorm complex, maar ik kan me voorstellen dat hier over 10 jaar een enorme markt voor is!
De kwaliteit zal in het begin dus een fractie van de huidige 'sample-based' games zijn, maar uiteindelijk moet je hiermee het krassen van een nagel over een schoolbord kunnen simuleren!
De gedetailleerheid van de geluidskaart moet dan op microniveau opereren om de minimale trilligen te simuleren.
Uiteraard kun je met een hybride systeem het beste van beide werelden gebruiken, totdat de techniek echt volwassen is.

Ook zou het handig zijn als er een opensource database van geluiden/geluidspatronen komt. Zodat de geluidskaarten weten hoe ze het geluid van rubber op zand moeten berekenen.
Ook handig is een programma om het geluid te 'ontwerpen'; Een soort audio-plugin voor 3D programmas.

« Last Edit: January 25, 2007, 09:14:06 AM by Digihans »

Offline Peter

  • *****
  • 423
  • +37/-7
  • Gender: Male
  • Meten = Weten
Re: Nieuw Idee: Geluidssimulatie kaart
« Reply #1 on: March 30, 2006, 02:04:24 PM »
Ik denk dat je daar een behoorlijke 'supercomputer' voor nodig hebt! :o

Maar op zich wel een goed idee. Als we nu die ontwikkeling inzetten, kunnen we er over 10 tot 15 jaar volop van profiteren.
« Last Edit: March 30, 2006, 02:33:26 PM by Digihans »

Offline warmond76

  • *
  • 13
  • +10/-1
  • Dit forum is het helemaal !
Re: Nieuw Idee: Geluidssimulatie kaart
« Reply #2 on: March 30, 2006, 02:49:12 PM »
Ze zouden ook eerst een tussenvorm kunnen ontwikkelen. Waarbij ze gesamplede geluiden gebruiken, maar die via speciale 'materiaal'- en 'object'algoritmes worden vervormd.
Zo zal een kamer vol met spulletjes anders klinken als een lege kamer. Ook de objecten die in de buurt staan kunnen resonantie, difussie of demping veroorzaken

Offline Benjamin23

  • ****
  • 351
  • +30/-4
  • Dit forum is het helemaal !
Re: Nieuw Idee: Geluidssimulatie kaart
« Reply #3 on: March 31, 2006, 10:19:00 AM »
Geluid is een natuurkundig verschijnsel.
Door de nadering van atomen, ontstaan er stromingen van lucht (vloeistof). En wanneer die bewegende lucht op ons trommelvlies komt, ervaren wij dat als geluid.
Eigenlijk is zo'n Geluidssimulatiekaart dus een hele geavanceerde physicskaart, die de interactie van atomen/moleculen berekend.

Een atoom is ongeveer 0,1 nanometer groot. (een 100 biljoenste meter)
Dus in een game level van 1km, bij 1km bij 10 meter

heb je 100.000 biljoen atomen x 100.000 biljoen atomen x 10.000 biljoen atomen.
Dat is dus ongeveer 100.000.000 biljoen atomen.

100.000.000.000 x 1.000.000.000.000 = 100.000.000.000.000.000.000.000 atomen.
Daarbij kan een mens horen tot zo'n 20.000 hz. (dus 20.000 trillingen per seconde)

Dus per seconde zou zo'n geluidskaart 20.000 x 100.000.000.000.000.000.000.000 berekeningen moeten kunnen maken.
Dus totaal: 2.000.000.000.000.000.000.000.000.000 berekeningen per seconde.
dat is 2 quadriljard berekeningen per seconde.

Ik denk dat je daar een aardig 'supercomputer' voor nodig hebt! (als je het daar al mee redt)

Bij supercomputers rekend men met teraflops en petaflops.
Er zijn nu plannen voor een supercomputer die meer dan 1 petaflops kan berekenen.
Een PFlop computer berekend 1 quadriljoen floating-point operations per seconde.

Dus je hebt tweeduizend van die computes nodig om het geluid van zo'n level te simuleren.

Als je uitgaat van de Blue Gene van IBM (350 teraflops) heb je er 6000 nodig.

Even leuk om te weten.
De nieuwe PetaFlop computer die word gebouwt heeft een eigen stroomcentrale van maarliefst 170  MegaWatt!!!

dus met 1000 PetaFlop computers en en 170 GigaWatt centrale kom je redelijk in de buurt van de realiteit.

Natuurlijk kun je het level iets kleiner maken. of 'versimpelen'. Zo hoef je niet persé te weten wat er in het binnenste van een steen of een ijzeren buis afspeelt. Daar kun je veréénvoudigde algoritmes voor gebruiken.
Ik denk dat je door veréénvoudigiging het misschien wel afkunt met een 1 petaflop computer  ;)

Offline Wim_V

  • ***
  • 142
  • +17/-1
  • Gender: Male
  • Neoweb.nl Duurzame Technologie
    • Mijn homepage
Re: Nieuw Idee: Geluidssimulatie kaart
« Reply #4 on: April 27, 2006, 09:09:54 PM »
Volgens mij klopt er niets van je berekening...
Je spreekt over 1*1km, dit zou je al sterk kunnen verkleinen. Ook geluiden die onhoorbaar van elkaar verschillen kun je schrappen.
Al je berekeningen doe je met atomen, hier kan een game toch niets mee?

Offline Digihans

  • *****
  • 1.794
  • +86/-8
  • Gender: Male
  • E=MC2
Re: Nieuw Idee: Geluidssimulatie kaart
« Reply #5 on: April 27, 2006, 11:07:13 PM »
hij heeft wel een hele nauwkeurige en realistische geluidskaart in gedachte, maar er valt inderdaad nog een hoop te veréénvoudigen.

mr.kreezie

Re: Nieuw Idee: Geluidssimulatie kaart
« Reply #6 on: May 09, 2006, 02:50:07 PM »
Eigenlijk kun je het nog veel makkelijker maken;

waarom zou je atomen en alles laten bereken als je ook kun kijken in welke frequentiegebieden (bijvoorbeeld nagels over schoolbord) geluid opwekken en met welke snelheid je hoeveel dB creëert.
Als je daar een verband in vind ben je volgens mij al een heel end.
Programmeer dat IN een geluidskaart (dmv generatorchip) en je kun al veel dichter bij de realiteit...


Offline bifidus

  • *
  • 4
  • +4/-0
  • Neoweb.nl Duurzame Technologie
Re: Nieuw Idee: Geluidssimulatie kaart
« Reply #7 on: May 09, 2006, 04:50:51 PM »
Maar dan mis je weer de nuances die je zou hebben bij verschillende soorten nagels.
En als het schoolbord nat is? of als je met steen, hout, staal over zo'n bord gaat?

Offline Florian

  • ****
  • 327
  • +32/-0
  • Gender: Male
  • Alles heeft een tegengestelde
Re: Nieuw Idee: Geluidssimulatie kaart
« Reply #8 on: May 20, 2006, 05:57:53 PM »
maak gewoon een combinatie van veel voorkomende geluiden en extra frequenties. Zo zou je dan het geluid van een auto die aan 80km/h rijd kunnen programeren als 'normaal'. Rijd hij sneller of tragen dan verander je de frequentie. Zo kun je al een heleboel geluiden creëren.

Of ben ik volkomen mis met mijn redenering?

Offline Robert

  • *****
  • 3.076
  • +269/-11
  • Gender: Male
  • Neoweb.nl: Als het nieuw is, zie je het op neoweb
    • Neoweb
Re: Nieuw Idee: Ultrarealistisch Geluid- en beeldrendering
« Reply #9 on: January 25, 2007, 09:15:56 AM »
Nemen 6000 Bluegenes al niet meer ruimte in als het te simuleren gebied?  ;)

Offline Robert

  • *****
  • 3.076
  • +269/-11
  • Gender: Male
  • Neoweb.nl: Als het nieuw is, zie je het op neoweb
    • Neoweb
Re: Nieuw Idee: Ultrarealistisch Geluid- en beeldrendering
« Reply #10 on: January 25, 2007, 10:18:16 AM »
De meest geavanceerde (personal) rendering engine (Havok), kan nu zo'n 30.000 polygone objecten simulataan met elkaar laten botsen, en laten interacten, en daarmee een vloeiend beeld vormen.

Dus de stap naar 100.000.000.000.000.000.000.000 objecten is nog ver weg!

Offline bifidus

  • *
  • 4
  • +4/-0
  • Neoweb.nl Duurzame Technologie
Re: Nieuw Idee: Ultrarealistisch Geluid- en beeldrendering
« Reply #11 on: January 25, 2007, 10:24:20 AM »
Tja, als je de eerste casio vergelijkt met een dualcore of quadcore, is er in 50 jaar ook een hoop verandert! Daarnaast kunnen nieuwe computer technieken (lichtcomputers, bio-computers, nanocomputers en quantumcomputers) misschien zorgen voor de noodzakelijke doorbraken.

Offline bruno

  • **
  • 95
  • +25/-9
  • Dit forum is het helemaal !
Re: Nieuw Idee: Ultrarealistisch Geluid- en beeldrendering
« Reply #12 on: January 25, 2007, 08:02:23 PM »
Een 1 op 1 simulatie is overbodig. Ik denk dat veel materialen na te bootsen zijn door vereenvoudigde algoritmes. Deze zullen de werkelijkheid ook goed kunnen benaderen.
daarnaast is geluid lineair, er zit dus een veel meer dynamische range in.
Je hebt ook geluid van bijvoorbeeld 12.043,327 Hz

Offline Benjamin23

  • ****
  • 351
  • +30/-4
  • Dit forum is het helemaal !
Re: Nieuw Idee: Ultrarealistisch Geluid- en beeldrendering
« Reply #13 on: January 26, 2007, 08:12:12 AM »
clusters van dezelfde atomen hoef je niet helemaal individueel te berekenen.
rubberatomen binnenin een rubberen object zorgen niet voor extra luchtverplaatsing. De eigenschappen van grotere clusters/objecten (denk aan lucht, stenen, etc.) kan dus wel vereenvoudigd worden.

Offline bruno

  • **
  • 95
  • +25/-9
  • Dit forum is het helemaal !
Re: Nieuw Idee: Ultrarealistisch Geluid- en beeldrendering
« Reply #14 on: January 26, 2007, 08:42:56 AM »
maar van een wolk atomen wil je toch berekenen hoe individuele deeltjes lucht met welke vector en snelheid uit zo'n wolk ontsnappen.
Juist die kleine variaties maakt geluid zo uniek.

Beter is dus om van ieder deeltje de (temperatuur) massa, het x-y-z coordinaat en het tijds-id te weten en op basis daarvan de vector uit te rekenen.
Door die vector kun je ook de snelheid afleiden en uiteindelijk allerlei andere natuurkundige factoren die van belang zijn.
Op die manier kun je alles gaan berekenen door het combineren van vectoren.

Volgens mij vereenvoudigd dat de boel al gigantisch.

Offline ladorite

  • **
  • 89
  • +7/-0
  • Neoweb:Innovatie, Technologie, Duurzaamheid & Mili
Re: Nieuw Idee: Ultrarealistisch Geluid- en beeldrendering
« Reply #15 on: March 17, 2007, 01:02:07 PM »
Dus het zzou zo zijn dat je geluidskaart zelf geluid genereerd door een bepaalde code b.v. Maar kijk dat zou je dan weer kunnen koppelen aan een synthesizer. Nu kun je daar niet echt alle geluiden mee maken.
Wat mij wel aanspreekt is een bestaand geluid door de geluidskaart te vervormen of realtime editen. En gebruiken.

B.v. je hebt een sample van een sirene. Als die op je af komt zorgt de kaart dat de frequentie hoger wordt dus in elkaar gedrukt wordt. En als de sirene van je af gaat hij uit elkaar gerekt wordt. Dus lagere frequentie.

Ik denk zoals jij dat maakt wel een enorme super computer voor nodig hebt.
 hydrogen... Go Lithium !!
=>Waterstof is een leugen...

Offline Compact

  • **
  • 53
  • +6/-0
  • Gender: Male
  • Neoweb:Innovatie, Technologie, Duurzaamheid & Milieu
Re: Nieuw Idee: Ultrarealistisch Geluid- en beeldrendering
« Reply #16 on: March 28, 2007, 08:21:25 PM »
Ik denk dat je daar een behoorlijke 'supercomputer' voor nodig hebt! :o

Maar op zich wel een goed idee. Als we nu die ontwikkeling inzetten, kunnen we er over 10 tot 15 jaar volop van profiteren.
Kheb niet het hele topic gelezen, maar daar heb je volgens mij echt niet zo'n supercomputer voor nodig.
Je pc/moederbord heeft een CPU, je videokaart een GPU en als je dan de geluidskaart een SPU geeft dan hoeft die niet ten koste van de CPU het juiste geluid te berekenen...