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O formato de ficheiro JPEG desempenhou um papel crucial na transição da web de um mundo de texto para uma experiência visual através de um recipiente aberto e eficiente para a partilha de imagens. Agora, o formato de transmissão em linguagem gráfica (glTF) promete fazer o mesmo para objetos 3D no metaverso e gémeos digitais.
O JPEG tirou partido de vários truques de compressão para reduzir drasticamente as imagens em comparação com outros formatos como o GIF. A versão mais recente do glTF tira igualmente partido das técnicas de compressão tanto da geometria dos objectos 3D como das suas texturas. O glTF já está a desempenhar um papel fundamental no comércio electrónico, como evidenciado pelo empurrão da Adobe para o metaverso.
A VentureBeat falou com Neil Trevett, presidente da Fundação Khronos, que está a gerir o padrão glTF, para saber mais sobre o que significa glTF para as empresas. É também o vice-presidente de desenvolvimento de ecossistemas em Nvidia, onde a sua função é facilitar a utilização de GPUs por parte dos desenvolvedores. Ele explica como glTF complementa outros formatos digitais gémeos e metaversos como a descrição universal da cena (USD), como utilizá-la e para onde se dirige.
VentureBeat entrevista Neil Trevett
Segue a entrevista na íntegra
VentureBeat
O que é glTF e como se encaixa no ecossistema dos formatos de ficheiro metaverso e gémeos digitais relacionados?
Neil Trevett
Na Khronos, investimos muito esforço em APIs 3D como OpenGL, WebGL e Vulkan. Descobrimos que todas as aplicações que utilizam o 3D precisam de importar bens em algum momento ou noutro. O formato de ficheiro glTF é amplamente adoptado e muito complementar ao USD, que se está a tornar o padrão de criação e autoria em plataformas como o Omniverse. USD é o lugar para se estar se se quiser juntar múltiplas ferramentas em pipelines sofisticados e criar conteúdos muito sofisticados, incluindo filmes. É por isso que a Nvidia está a investir fortemente em USD para o ecossistema Omniverse.
Por outro lado, glTF concentra-se em ser eficiente e fácil de usar como um formato de entrega. É um formato leve, simplificado e fácil de processar, que qualquer plataforma ou dispositivo pode utilizar, até e incluindo navegadores web em telemóveis. O lema que usamos como analogia é que “glTF é o JPEG do 3D”.
Também complementa os formatos de ficheiro utilizados nas ferramentas de autoria. Por exemplo, o Adobe Photoshop utiliza ficheiros PSD para edição de imagens. Nenhum fotógrafo profissional editaria JPEGs porque muita da informação se perdeu. Os ficheiros PSD são mais sofisticados do que os JPEG e suportam várias camadas. No entanto, não enviaria um ficheiro PSD para o telemóvel da minha mãe. Precisa de JPEG para o enviar para um bilião de dispositivos tão eficiente e rapidamente quanto possível. Assim, USD e glTF complementam-se de forma semelhante.?
VentureBeat
Como se passa de um para outro?
Neil Trevett
É essencial ter um processo de destilação sem descontinuidades, desde ativos em USD até ativos em glTF. A Nvidia está a investir num conector glTF para a Omniverse, para que possamos importar e exportar sem problemas ativos glTF para dentro e para fora da Omniverse. No grupo de trabalho glTF em Khronos, estamos felizes por o USD satisfazer as necessidades da indústria para um formato de autoria, porque isso é uma enorme quantidade de trabalho. O objetivo é que o glTF seja o alvo perfeito de destilação de USD para apoiar a implantação generalizada.
Um formato de autoria e um formato de entrega têm imperativos de design bastante diferentes. A concepção de USD tem tudo a ver com flexibilidade. Isto ajuda a compor coisas para fazer um filme ou um ambiente VR. Se quiser trazer outro ativo e misturá-lo com a cena existente, deve reter toda a informação de design. E quer tudo ao nível da verdade e da qualidade.
O design de um formato de transmissão é diferente. Por exemplo, com glTF, a informação do vértice não é muito flexível para a reauthoring. Mas é transmitida precisamente na forma que a GPU precisa para executar essa geometria da forma mais eficiente possível através de uma API 3D como WebGL ou Vulkan. Assim, glTF coloca um grande esforço de desenho em compressão para reduzir os tempos de descarga. Por exemplo, a Google contribuiu com a sua tecnologia de compressão de malha Draco 3D e o Binomial contribuiu com a sua tecnologia de compressão de textura universal de base. Estamos também a começar a colocar muito esforço na gestão do nível de detalhe (LOD), para que possa descarregar modelos de forma muito eficiente.
A destilação ajuda a passar de um formato de ficheiro para o outro. Uma grande parte está a retirar a informação de desenho e autoria de que já não precisa. Mas não quer reduzir a qualidade visual, a menos que seja realmente necessário. Com glTF, pode manter a fidelidade visual, mas também tem a opção de comprimir as coisas quando se pretende uma implementação com baixa largura de banda.
VentureBeat
Quanto mais pequeno se pode fazer sem perder demasiada fidelidade?
Neil Trevett
É como o JPEG, onde você tem um mostrador para aumentar a compressão com uma perda aceitável de qualidade de imagem, somente o glTF tem a mesma coisa tanto para a compressão de geometria quanto de textura. Se for um modelo CAD de geometria intensiva, a geometria será a maior parte dos dados. Mas se for mais um modelo orientado ao consumidor, os dados de textura podem ser muito maiores do que a geometria.
Com o Draco, o encolhimento dos dados em cinco a dez vezes é razoável sem nenhuma queda significativa na qualidade. Há algo semelhante para a textura também.
Outro fator é a quantidade de memória necessária, que é um recurso precioso nos telefones celulares. Antes de implementarmos a compressão binomial em glTF, as pessoas enviavam JPEGs, o que é ótimo porque eles são relativamente pequenos. Mas o processo de desempacotar isto em uma textura de tamanho completo pode levar centenas de megabytes até mesmo para um modelo simples, o que pode prejudicar a potência e o desempenho de um telefone celular. As texturas glTF permitem que você pegue uma textura super-comprimida do tamanho de um JPEG e imediatamente desempacote-a em uma textura nativa da GPU, para que ela nunca cresça até o tamanho total. Como resultado, você reduz tanto a transmissão de dados quanto a memória necessária em 5-10 vezes. Isso pode ajudar se você estiver baixando ativos em um navegador em um telefone celular.
VentureBeat
Como as pessoas representam eficientemente as texturas dos objetos 3D?
Neil Trevett
Bem, há duas classes básicas de textura. Uma das mais comuns são apenas texturas baseadas em imagens, como o mapeamento de uma imagem de logotipo em uma camiseta. A outra é a textura processual, onde se gera um padrão, como mármore, madeira ou pedra, apenas com a execução de um algoritmo.
Há vários algoritmos que você pode usar. Por exemplo, o Allegorithmic, que Adobe adquiriu recentemente, foi pioneiro em uma técnica interessante para gerar texturas agora usadas no Adobe Substance Designer. Você muitas vezes transforma esta textura em uma imagem porque é mais fácil de processar nos dispositivos do cliente.
Uma vez que você tem uma textura, você pode fazer mais do que apenas esbofeteá-la no modelo como um pedaço de papel de embrulho. Você pode usar essas imagens de textura para dar uma aparência mais sofisticada ao material. Por exemplo, materiais renderizados fisicamente (PBR) são onde se tenta levá-los até onde se possa emular as características dos materiais do mundo real. É metálico, o que o faz parecer brilhante? É translúcido? Refrata a luz? Alguns dos algoritmos PBR mais sofisticados podem usar até 5 ou 6 mapas de textura diferentes alimentando em parâmetros que caracterizam o seu brilho ou translúcido.
VentureBeat
Como a glTF progrediu no lado gráfico de cena para representar as relações dentro dos objetos, como, por exemplo, como as rodas dos carros podem girar ou conectar várias coisas?
Neil Trevett
Esta é uma área onde o USD está muito à frente do glTF. A maioria dos casos de uso do glTF tem sido satisfeita por um único ativo em um único arquivo de ativos até o momento. O comércio 3D é um caso de uso principal onde você quer criar uma cadeira e deixá-la cair em sua sala de estar como o Ikea. Esse é um único ativo glTF e muitos dos casos de uso têm sido satisfeitos com isso. À medida que avançamos para o metaverso e VR e AR, as pessoas querem criar cenas com múltiplos ativos para implantação. Uma área ativa sendo discutida no grupo de trabalho é como melhor implementar cenas e ativos glTF múltiplos e como ligá-los. Não será tão sofisticado quanto USD, uma vez que o foco é a transmissão e a entrega em vez da autoria. Mas o glTF terá algo que permitirá a composição e a ligação de múltiplos ativos nos próximos 12 a 18 meses.
VentureBeat
Como a glTF irá evoluir para suportar casos de uso mais metaverso e digital de gêmeos?
Neil Trevett
Precisamos começar a trazer coisas além da simples aparência física. Hoje temos geometria, texturas e animações em glTF 2.0. O glTF atual não diz nada sobre propriedades físicas, sons, ou interações. Penso que muitas das próximas gerações de extensões para glTF colocarão nesses tipos de comportamento e propriedades.
A indústria está decidindo agora que vai ser USD e glTF no futuro. Embora existam formatos mais antigos como OBJ, eles estão começando a mostrar sua idade. Há formatos populares como o FBX que são proprietários. USD é um projeto open-source e glTF é um padrão aberto. As pessoas podem participar de ambos os ecossistemas e ajudá-los a evoluir para atender às necessidades de seus clientes e do mercado. Acho que ambos os formatos vão evoluir lado a lado. Agora o objetivo é mantê-los alinhados e manter este eficiente processo de destilação entre os dois.
Ver matéria original:
VentureBeat
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