NVIDIA: Как CUDA может помочь декомпозироваться, или автопортреты в стиле Ван Гога

Компания NVIDIA опубликовала в своем блоге интересную заметку, посвященную неожиданным сферам применения технологии NVIDIA CUDA. Два электронных экспоната выставки Collision19:COmpress/DECompress, проходящей в галерее Boston Cyberarts, призваны помочь пользователям взглянуть на себя по-новому.

Оцифрованный зритель в ореоле собственных отброшенных атомов.

Первый, «Все сделано из Атомов» (Everything is Made of Atoms) – созданный Джеймсом Сузинно (James Susinno) и Марком Стоком (Mark Stock) — создает на экране изображение зрителей, состоящее из тысяч маленьких частиц, постоянно падающих и регенерируемых, отражая сложные связи между телом и его частями.

Творческий дуэт Джеймса и Марка, известный как Axes, использовал технологию CUDA для создания изображения, которое невозможно создать никаким иным способом. В ранних версиях этой системы использовались только центральные процессоры, но они не позволяли получить нужную детализацию и частоту кадра для создания яркого и экспрессивного изображения.

Когда Axes решили перевести симуляцию жидкостей на CUDA, они получили десятикратный прирост производительности, позволивший увеличить количество частиц и повысить частоту кадров. CUDA превратила тусклые и зыбкие изображения в яркие впечатления.

С помощью компьютера на базе графического процессора GeForce GTX 660 Ti датчик глубины системы анализирует разнообразные данные изображения зрителя, глубину, силуэт и скелет, которые затем с помощью приложения на C++/OpenGL/CUDA складываются в определенную геометрическую картинку на экране. Прямой метод решения задачи N-тел при вихревом моделировании, написанный на CUDA, управляет жидкостным моделированием в реальном времени и рассчитывает расположение и ориентацию колеблющихся частиц. Графический процессор не только выполняет моделирование динамики вихря, но и отрисовывает десятки тысяч частиц и грунтовую текстуру 8000 х 8000 на мониторе ультравысокого разрешения с частотой 30 кадров в секунду, генерируя изображение отбрасываемых человеком атомов.

Колесо Dial-A-Style, алгоритмический генератор автопортретов.

Вторая инсталляция на базе CUDA в галерее Boston Cyberarts создана Робертом Гонзалвесом (Robert Gonsalves), который описывает свою работу под названием «Dial-A-Style» как студию алгоритмического портрета. Эта интерактивная видеоинсталляция позволяет посетителям создавать цифровые автопортреты в различных творческих стилях, от импрессионизма в стиле Винсента Ван Гога до комического аниме.

Посетитель крутит специальное колесо, которое может остановиться на одном из четырех стилях – импрессионизм, кубизм, пуантилизм и аниме. Колесо может также остановиться на границе между стилями, рождая гибридный портрет.

Как только колесо останавливается, оптические детекторы посылают сигнал на компьютер, который заставляет камеру сделать снимок посетителя. Затем компьютер исполняет заданный алгоритм для создания стилизованной картины и выводит ее на экран. Если посетителю нравится портрет, то он может загрузить его в сеть и затем скачать с сайта www.robgon.com.

Программа в основе колеса написана на C++ и использует ядра CUDA для решения квадратных уравнений в рамках анализа собственных значений для определения ориентации градиента с помощью структурных тензоров. Этот метод, в сочетании с алгоритмами обработки изображений XDoG, создает живописные картины. Вся эта система работает на базе видеокарты GeForce 9600 GT.