Briljante programmeur ontwikkelt technologie voor oneindig gedetailleerde werelden (of niet)



Het verhaal is voor programmeurs ‘too good to be true’, voor journalisten te goed om te laten liggen: een briljante programmeur ontwikkelt een revolutionair algoritme, dat de techniek achter games voor eeuwig zal veranderen. Het idee dat één man met een goed idee de wereld kan veranderen spreekt tot de verbeelding. Dat blijkt wel uit het gegeven dat de media wereldwijd op het verhaal van Bruce Robert Dell sprongen, een Australische programmeur, en zijn bedrijf Euclideon.

Dell beweert een methode te hebben gevonden om oneindig gedetailleerde gamewerelden op tv-schermen te toveren met bestaande technologie. Hij demonstreert zijn technologie in het bovenstaande filmpje. Niet iedereen is echter overtuigd door Dell, vooral omdat hij niet prijsgeeft hoe zijn techniek werkt. Zijn verdediging is natuurlijk dat hij dat niet doet omdat het een bedrijfsgeheim is.

Een andere manier van rekenen en tekenen

De methode van Dell wordt gebruikt in technieken als de MRI-scan. Een object, zoals een steen, is opgeslagen als een aantal punten in 3D-ruimte. De computer kijkt eerst naar waar de speler kijkt. Binnen die ruimte kijkt de computer per positie in de ruimte welke objecten daar zijn en ‘tekent’ die dan op het scherm. Dat verschilt fundamenteel van de huidige methode. Daarin zijn objecten plaatjes en kijkt de computer per object waar het zich op het scherm bevindt. Er is in het verleden al onderzoek gedaan naar de eerstgenoemde aanpak, maar daar is weinig uitgekomen. Dell zegt een algoritme te hebben dat zeer efficiënt kan berekenen waar de speler naar kijkt en de relevante data daarbij op kan zoeken. Dat zou een doorbraak zijn.

Het voordeel van Dells methode is dat het niet met ‘plaatjes’ werkt die wazig worden als de speler ze van dichtbij bekijkt. Hij omzeilt dat probleem omdat ieder object een verzameling van miljoenen punten is en dus niet wazig kan worden.

Twijfel

De maker van indie-hit Minecraft, Notch, is de meest prominente twijfelaar aan de beloftes van Dell. Ondanks dat Euclideon zich verstopt achter de geheime algoritmes, durft Notch de video “bedrog” te noemen. Hij kent de methodiek die Dell gebruikt en laat op zijn blog met een paar berekeningen zien dat het nooit kan werken in de praktijk zoals Dell belooft. Het zou bijvoorbeeld teveel geheugen kosten om hele werelden op deze manier op te slaan.

Notch is genuanceerd in zijn kritiek. Hij noemt de technologie “indrukwekkend” en is lovend over de methode die Dell verkent. Hij verwijst daarbij aan andere technische experimenten met de methode, zoals Voxelstein 3D. De resultaten daarvan zijn gematigd positief, maar komen niet eens in de buurt bij de beelden van Dell.

Maar toch…

Verdedigers van Dell hebben hun eigen argumenten. Ten eerste is een deel van de kritiek te weerleggen. Notch beweerde eerst dat animatie niet mogelijk zou zijn, maar het tegendeel is al bewezen. Het is dus onduidelijk in hoeverre de techniek bruikbaar is. Ten tweede heeft Dell een grote hoeveelheid subsidie gekregen van de Australische overheid. Ik weet niet hoe de aanvraag van subsidie in Australië precies verloopt, maar het lijkt me sterk dat men miljoenen overhandigt aan iedere programmeur met een sterk verhaal en een mooi filmpje. Ten derde heeft Dell veel media-aandacht opgezocht. Mocht ‘Unlimited Detail’ zijn beloftes niet waarmaken, dan gaat hij zéér publiekelijk af. Hij heeft daar uiteindelijk geen voordeel bij.

Hoop

Het gebeurt maar al te vaak dat jonge bedrijfjes meer beloven dan ze waar kunnen maken, in de hoop aandacht te trekken. Bij Euclideon zou dat het geval kunnen zijn, maar het is te makkelijk om dit verhaal direct af te doen als bedrog. Dell heeft niet voor niets subsidie gekregen en riskeert niet voor niets zijn persoonlijke reputatie. De waarheid ligt waarschijnlijk in het midden. Waar precies, dat weten we pas als ‘Unlimited Detail’ op de markt verschijnt. Tot dan, is dit vooral een goed verhaal waarvan we moeten hopen dat het waar is.

14 reacties

  1. Robert August de Meijer · 9-8-2011 · 12.23 uur

    Ik dacht dat men in de jaren 90 al uit was dat polygonen beter waren dan voxels. Ach, ik dacht dat men in de jaren 80 al door had dat gameplay beter was dan graphics.

    Hoe dan ook, wie weet waar voxels gaan? Altijd leuk om te volgen. Ik hoop dat ellipsoids ook ooit een comeback maken.

  2. Marries van de Hoef · 9-8-2011 · 12.28 uur

    Dit artikel op de Eurogamer techblog probeert er bij Dell achter te komen of hij de beloftes waar kan maken, maar ze kunnen geen antwoorden krijgen alleen maar meer vage beloftes. Deze passage vat het samen:
    “And this is the main issue we have with Unlimited Detail at the moment. There are known problems with the implementation of voxel technologies and most of the issues are present in the Euclideon demo. The company claims it’s doing something new and exciting, and while the demo is acknowledged - even by Notch - as impressive in many ways, the applications within the gaming arena have yet to be proven. Bruce Dell’s responses to questions that would clear up these issues are by turns evasive, somewhat defensive and either intentionally or unintentionally comedic.”

    Om nog even op jouw argumenten voor de techniek in te gaan:
    - Animatie is inderdaad “mogelijk” maar daar houdt het bij op. Het is veeeel te traag om de komende jaren praktisch te kunnen gebruiken.
    - Dat de Australische overheid is overtuigd zegt niet zo veel. Dit is een zeer gespecialiseerd technisch onderwerp. Dell benadrukt de voordelen zeer sterk en vergeet consequent om de nadelen te noemen. Ik denk dat de Australische overheid bij het behandelen van de subsidie-aanvraag niet de specialistische expertise heeft gehad om zelf achter de nadelen van de techniek te komen. Ze heeft dus geen goede inschatting te kunnen maken van de vruchtbaarheid van het project. (Overigens zullen er vast goede dingen uit het project komen, maar lang niet zo goed als Dell ze voorstelt.)
    - Je zegt dat Dell uiteindelijk geen voordeel heeft om publiekelijk af te gaan. Dat is natuurlijk zo, maar wie zegt dat hij zelf dat inzicht heeft? Ik denk dat hij zijn project met een flinke roze bril op bekijkt en er vertrouwen in heeft dat hij oplossingen zal kunnen bedenken voor de fikse problemen die er nog zijn. Vergelijk dit met de projectmanagers van de rampen ICT projecten van de overheid: die schatten de toekomst van het project ook te goed in omdat ze er veel baat bij hebben als het slaagt.

    Er is dus geen enkele aanwijzing dat de beloftes van Dell kunnen kloppen en dat voorspelt niet veel goeds voor Unlimited Detail.

  3. Matthijs Dierckx · 9-8-2011 · 12.33 uur

    Hier de reactie van een Nederlandse programmeur (achter Overlord): http://www.control-online.nl/gamesindustrie/2011/08/08/update-triumphs-technical-director-niet-enthousiast-over-unlimited-detail/

  4. HugoSmits · 9-8-2011 · 22.02 uur

    @Robert August de Meijer
    Iedereen was er in de jaren 80 ook al achter dat JUIST voxels de enige goede manier was voor 3D. Echter waren de computers niet snel genoeg en moest men dus uitwijken naar polygonen. Ziekenhuis computers gebruiken voor CAD scans al jaren voxels.

    Ik heb veel research gedaan naar voxels, en ook behoorlijk wat voxel engines geschreven, ook veel overleg gehad met Ken Silverman (voxlap,voxelstein).

    en ik kan je vertellen dat dit allemaal onzin is. Het artikel is ook niet echt correct (er is in ieder geval weinig moeite tot research gedaan). Zo staat er dat het al bewezen is dat je voxel kunt animeren,
    dit is NIET het geval (lees ook de thesis van de youtube meneer).
    en de oplossingen die hij heeft gebruikt in het youtube filmpje zijn niet echt geweldig (het werkt voor sommige models, maar is niet praktisch, zeker niet voor games).

    De vergelijking met voxelstein 3D is ook een beetje scheef. De engine daarvan streeft namelijk naar een dynamische voxel wereld. Daarin kunnen voxels dus kapot (net zoals in Flipper). Je kunt die models dus niet statisch laden, en daardoor wordt het lastiger om veel voxels daarvan in het geheugen te proppen. wat resulteert in low-res voxels models en dat zorgt voor minder strakke beelden.

  5. Robert August de Meijer · 10-8-2011 · 8.21 uur

    Leuk om te horen van iemand die veel met hoxels werkt!

    Denk je dat computers ooit snel genoeg zullen worden dan? Ook rekening houdend met de mogelijkheid dat de volgende “generatie” misschien op smartphones, dunne laptops en browsers gespeeld wordt?

  6. Henri Koppen · 10-8-2011 · 15.22 uur

    Zoals Notch ook al aangeeft, in alle voorbeelden zie je dat structuren allemaal hetzelfde zijn en zelfs dezelfde kant op wijzen. Als ongelimiteerd detail echt zou zijn, zouden ze deze bewering al kunnen ontkrachten, maar dat gebeurt dus niet. Ik vind het al razend knap dat computer zo enorm snel zijn en 3D spellen al zo vreselijk mooi! Maar als je unieke puntjes hebt, heb je unieke data, unieke data is per definitie iets dat veel geheugen inneemt, ik kan me nog de “broncode” van Eric Smit herinneren…. daar trapten ook investeerders in… zelfde principe… ongelimiteerde compressie…

  7. HugoSmits · 10-8-2011 · 21.11 uur

    @Robert

    ja en nee, er zijn al genoeg games die voxels gebruiken voor het statisch landschap of voor particles (rook,etc) denk b.v. aan RAGE van id software en Killzone 2

  8. Menno Schellekens · 11-8-2011 · 9.24 uur

    @ Marries:

    Dank voor je reactie, maar twee maal kom je aan met de assumptie ‘dan zullen ze wel dom zijn’. Dat lijkt me een enigszins denigrerend en tevens niet een steekhoudend argument.

    Over de Australische overheid: zelf ik vind een filmpje dat zo hoog van de toren blaast verdacht en ik ben niet eens een programmeur. Ik ben het met je eens dat op het aanvraag commitee waarschijnlijk geen expert op het gebied van voxels heeft gezeten, maar jij zou ook al lastige vragen kunnen stellen aan Dell over zijn verhaal. Iedere scherpe programmeur zou dat kunnen. We kunnen er in ieder geval van uitgaan dat er vragen zijn gesteld door slimme programmeurs en dat die naar tevredenheid beantwoord zijn. Dat is al heel wat.

    Over Dell zelf: hij heeft met veel aandacht dit filmpje in elkaar gezet. Gezien hij al een jaar aan de weg timmert, kan het niet anders dan dat hij redelijk nagedacht heeft over wat hij communiceert naar de buitenwereld. Kortom: als het hele project doorgestoken kaart is, hangt hij bewust een onwaar verhaal op. Als je zoveel tijd steekt in een leugen, moet je wel nadenken over de consequenties daarvan.

  9. Marries van de Hoef · 11-8-2011 · 10.41 uur

    @ Menno:

    Je maakt zelf twee maal de tegenovergestelde assumptie dat ‘zij het wel zullen weten’, terwijl hun credibility allerminst vast staat. We weten niet of we de Australische overheid als expert moeten beschouwen of niet. Je kan niet aannemen dat dit vast wel zo is, het gaat immers bij onze eigen overheid ook regelmatig fout met ICT projecten. Daarnaast zijn er op internet een hoop experts waarvan we wél weten dat ze er verstand van hebben en die zijn vrijwel unaniem sceptisch/negatief over de claims.

    Over Dell: Ik zeg niet dat het project nep is. Je kan duidelijk zien dat hij iets heeft bereikt. Zijn claim dat het the next big thing voor games is, klopt alleen niet. Je maakt de assumptie dat Dell rationeel heeft nagedacht over de consequenties van het hypen van zijn techniek. Die aanname kan je simpelweg niet maken want mensen denken niet altijd rationeel na, zeker niet als het over hun liefdeskindje gaat.

    Jouw twee argumenten baseren zich op de expertise van anderen. Als je die expertise niet keihard kan maken, dan zijn de argumenten waardeloos. Het zou veel sterker zijn om argumenten te hebben over de techniek zelf maar die zijn er niet. Dat je gedwongen wordt om uit te wijken naar dit soort indirecte argumenten lijkt me een goede indicatie dat het geen sterke zaak is.

  10. Harry Hol · 12-8-2011 · 22.58 uur

    Notch maakt een soortgelijke rekenfout die critici van 3D tv maakten in de jaren tachtig. 3D tv zou te veel bandbreedte vragen dan fysiek mogelijk was. 2d beelden vroegen namelijk om bandbreedte voor X keer Y pixels keer 24 beelden per seconde. 3D tv zou dan “dus” X keer Y keer Z (diepte as) pixels keer 24 beelden per seconde nodig hebben. Terwijl dat in de praktijk niet zo blijkt te zijn. 3D tv heeft geen diepte as maar verstuurt 24 keer twee tweedimensionale plaatjes per seconde, een voor elk oog.

    Notch rekent voor dat er X keer Y keer Z atomen nodig zijn voor het eiland, maar gaat voorbij aan de grote hoeveelheid ‘niets’ (zoals lucht) wat de hoeveelheid data al flink terugbrengt.

    Vervolgens negeert Notch de mogelijkheid van compressie, zoals je die ook in 2D beelden ziet. Een JPEG is veel kleiner dan een RAW foto zonder dat het oog ziet dat er details wegvallen. Juist als je met atomen wekt (feitelijk pixels met een extra z as) zou ik me voor kunnen stellen dat een JPEG achtige compressie in theorie mogelijk is, wat de hoeveelheid data nog verder reduceert.

    Maar ik ben geen wiskundige, dus de kans is groot dat iemand die dat wel is de vloer met mijn logica aanveegt :-)

  11. Harry Hol · 12-8-2011 · 23.09 uur

    Ik vind het vooral heel spannend dat een bedrijf probeert om het systeem van voxels te perfectioneren. Polygonen zijn altijd een lapmiddel geweest. In potentie bieden voxels de mogelijkheid om een spelwereld nagenoeg levensecht te maken, met werkende natuurkundige wetten in plaats van slimme scripts die de boel faken.

    Stel je water voor dat echt volgens de wetten van de hydrodynamica gedraagt… Stoffen die kunnen branden, exploderen, zacht worden als ze nat worden (zoals karton), kunnen smelten of bevriezen, breken, instorten… En dat allemaal zonder dat iedere event voorzien hoeft te worden door de programmeurs.

    Allemaal dingen die niet kunnen met polygonen.

    Hoge resolutie 3D modellen zijn maar het topje van de ijsberg. Voxels zouden wel eens de weg kunnen zijn naar een virtueel universum dat net zo tastbaar is als het ‘echte’.

    Ik ga dit met veel interesse volgen.

  12. Henri Koppen · 13-8-2011 · 9.01 uur

    Harry, je hebt in ieder geval een positieve insteek, ik sta er verder open in, maar zie niet in hoe de fundamentele problemen met atomen opgelost kunnen worden.

    Dat gezegd hebbende, ik zou ook nooit kunnen geloven dat er krachtige FPS spellen gestreamd kunnen worden via een terminal sessie over het internet, en dat is wel wat onlive.com doet…

  13. Marries van de Hoef · 13-8-2011 · 12.15 uur

    @Harry

    Met een voxel-gebaseerde aanpak kunnen inderdaad allerlei natuurverschijnselen benaderd worden. Zie deze website voor onderzoek naar dit soort simulaties: http://physbam.stanford.edu/~fedkiw/ (dit onderzoek is bedoeld voor in films, en is dus niet real-time).
    Simulaties worden soms ook al gedaan in games. Crysis 2 gebruikt bijvoorbeeld een voxel-based systeem om de verspreiding van licht door de omgeving te berekenen. Maar kijk uit dat je niet de eer aan de voxels geeft, deze systemen werken niet omdat het voxels zijn. Voxels zijn een heel simpel principe waarbinnen ingewikkelde algoritmen het echte werk doen.

    Er is een groot verschil tussen dingen simuleren met voxels en een grafische weergave met voxels. De Unlimited Detail techniek gaat alleen over de grafische weergave, en zal het simulatie onderzoek niet vooruit helpen. Meestal worden deze simulaties gevisualiseerd door polygonen of ray-tracing.

  14. HugoSmits · 16-8-2011 · 19.56 uur

    @Harry in je 2de post geef je eigenlijk al aan waarom Notch wel gelijk heeft; voor de natuurkundige dingen is het belangrijk om de voxels die je niet ziet wel te hebben.

    Natuurlijk kun je dingen compressen. Flipper gebruikt b.v. slabs als compressie. Ik zoek op elk 2D schijfje van het 3D model naar lijnen en sla ze op die manier op.

    Compressie zorgt er helaas wel altijd voor dat de toffe dingen die jij noemt aan precisie verliezen. Dus dat is helaas niet altijd een goede optie.

    Daarnaast zit men nog steeds met het animatie probleem; voor elke beweging een nieuw model. En ik kan je vertellen dat dit je data snel erg groot maakt.

Volg de reacties op deze post via RSS

Plaats een reactie

Registreer je als vaste gebruiker. Heb je dit al eens gedaan, log dan in.

Hou de discussie menselijk en inhoudelijk. Reageer bij voorkeur onder je echte naam, met je foto als avatar (via Gravatar).

Toegestane HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>