Whisk3D: почему именно на Nokia N95?

Каждый раз, когда я показываю Whisk3D, работающий на Nokia N95 2007 года, первая реакция одна и та же: «зачем на старой Nokia?». А вторая, как только видят, что всё идёт плавно: «почему это так хорошо работает?». Эта статья отвечает на оба вопроса и заодно рассказывает то, что, по-моему, стоит знать всем.

Короткий ответ на «почему» — это провокация: я хочу доказать, что вам не нужен компьютер или видеокарта за тысячи долларов, чтобы заниматься 3D-моделированием, анимацией и рендерингом. Что если это работает на телефоне почти двадцатилетней давности, то работает на чём угодно. И что 3D-искусство перестало быть роскошью для избранных.

Почему это так хорошо работает?

Потому что Nokia N95 была не просто телефоном: для своего времени это был зверь. Внутри — чип Texas Instruments OMAP 2420 с процессором ARM11 на 332 МГц, с аппаратным блоком вычислений с плавающей точкой (FPU) (ключевым для 3D-математики) и, главное, с аппаратным 3D-ускорением графики: настоящим GPU — PowerVR MBX, из того же семейства графических чипов, что спустя годы будет использовать первый iPhone.

Эта деталь с ОЗУ важна: американские версии (N95-3 NAM) и N95 на 8 ГБ имели 128 МБ памяти — вдвое больше исходной модели. Этого с лихвой хватает для моделирования в 3D. А GPU говорит на OpenGL ES — по сути, том же графическом языке, что использовали компьютеры, делавшие киноэффекты 90-х.

Телефон 2007 года с мощью суперкомпьютера 90-х

Эффекты «Терминатора 2» (1991, легендарный Т-1000) и «Парка юрского периода» (1993) делались на компьютерах Silicon Graphics (SGI). Их флагман, SGI Onyx RealityEngine² (1993), рисовал более миллиона текстурированных треугольников в секунду. Это был, в буквальном смысле, графический суперкомпьютер.

А теперь посмотрите на цифры рядом. Чип телефона 2007 года был того же порядка величины, что и тот суперкомпьютер 1993 года. Оба рисовали миллионы треугольников в секунду. Оба говорили на OpenGL. Разница была в цене, а не в идее.

И вот что бесит меня больше всего: этот телефон, с графической мощью суперкомпьютера за четверть миллиона долларов, использовали, чтобы звонить и фотографировать. А когда вышла следующая модель, его выбросили. Сегодня N95 считают старым хламом… а внутри у него чип, способный на серьёзное 3D. Это не хлам — это растраченное впустую железо. Whisk3D — отчасти способ это доказать.

И сколько всё это стоило?

SGI Onyx стоил около US$ 250 000 в 1993 году. И это только железо: софт для анимации, например PowerAnimator от компании Alias, на котором сделали «Парк юрского периода», стоил US$ 30 000 за полный пакет. Прибавьте машинные залы, кондиционирование и людей, умеющих со всем этим работать. 3D было безумно дорогим закрытым клубом.

А N95 вышел за US$ 730 в 2007-м. Дорого для телефона, да… но с графической мощью, близкой к тому суперкомпьютеру, — в кармане. И я уже знал одно: что то же самое железо со временем можно будет достать за пару долларов.

«Но N95 делал бы фильм годами»

Верно. Один компьютер потратил бы вечность. Но вот секрет, о котором почти никто не говорит: ни один фильм никогда не делался на одном компьютере. Их делают на рендер-фермах.

Рендер-ферма — это куча компьютеров, работающих в команде. В фильме более 100 000 кадров (24 в секунду, полтора часа). Вместо того чтобы рендерить их один за другим на одной машине, их распределяют между множеством машин одновременно. В «Истории игрушек» — 114 240 кадров, и Pixar отрендерила их на ферме из 117 компьютеров Sun, работавших круглосуточно, с помощью RenderMan — программы, которую Pixar создала специально для этого. В сумме получилось около 800 000 часов вычислений: каждый кадр в среднем занимал около 7 часов (а самые тяжёлые — до 30).

Эти 800 000 часов на одном компьютере — это более 90 лет. На ферме, поделённые между 117 машинами, — несколько месяцев. В этом и есть магия распределённого рендеринга.

С этой логикой вопрос меняется. Мог бы N95 сделать фильм? Один — нет. Но тысяча N95 на ферме — да. Идея ровно та же, что использовала Pixar; меняется только масштаб.

А сегодня всё ещё безумнее: один компьютер с современной видеокартой — это как тысячи N95, работающих вместе. Та рендер-ферма, что раньше занимала целую комнату из сотни с лишним машин, сегодня умещается внутри одного GPU. Больше не нужен зал, полный компьютеров: вся рендер-ферма — в вашей собственной машине.

Уже в 90-х рендерили в «2K»

И вот факт, который меня поражает: сегодня мы говорим о «2K» и «4K» так, будто это последнее слово техники… но уже в 90-х работали в 2K. Эффекты и сканы плёнки делали в разрешении около 2048 × 1556 пикселей. Это не в точности сегодняшний «2K» (2K цифрового кино — это 2048 × 1080), но того же порядка: более двух тысяч пикселей в ширину — и уже в ту эпоху.

А почему этого хватало для гигантского киноэкрана? Потому что цифровое изображение печатали на 35 мм негатив, на настоящую фотохимическую плёнку. Проходя через плёнку, пикселизация исчезает: видишь не пиксели, а зерно плёнки. Выглядело безупречно.

А теперь переверни мысль: если уже в 90-х, на тех машинах, рендерили в 2K… что можно сделать сегодня?

Чтобы вы понимали: снимки, которые делает Nokia N95, — это 5 мегапикселей, то есть 2592 × 1944 пикселя. Это уже больше, чем 2K, в котором делали эффекты «Парка юрского периода»! А всего пару лет спустя была Nokia N8 (2010) с фото на 12 мегапикселей (4000 × 3000). Не говоря уже о Nokia 808 PureView (2012): отличное железо, с выходом HDMI 1080p и фото на 41 мегапиксель (7728 × 5368). И всё это — в телефоне.

Сегодня: будущее уже здесь

Благодаря развитию технологий сегодня есть инструменты вроде Blender и Whisk3D, которые делают всю эту мощь доступной каждому — бесплатно и на любой машине. Больше не нужен суперкомпьютер или лицензия за US$ 30 000. С этими инструментами можно делать короткометражки, сериалы и фильмы.

Пример? Flow (2024) латвийского режиссёра Гинтса Зилбалодиса. Фильм, сделанный целиком в Blender и отрендеренный в EEVEE (его движке реального времени), где каждый кадр занимал от полсекунды до десяти секунд в 4K. Его сделала небольшая команда художников на свободном ПО… и он получил «Оскар» за лучший анимационный фильм, став первым латвийским фильмом, получившим «Оскар». Немыслимое ещё несколько лет назад, когда такое было по силам лишь студиям с многомиллионными бюджетами.

«Теперь у любого ребёнка есть инструменты, чтобы снять фильм, достойный „Оскара“».— Гинтс Зилбалодис, режиссёр Flow, благодаря Blender

Вот почему я это делаю

N95 был безумно дорогим на старте. Но я знал, что ровно то же самое железо со временем можно будет достать за копейки. И это сбылось… наполовину. Потому что, увы, нам продолжают продавать телефоны не просто дорогие, а всё более дорогие. Теперь люди «понимают» ценность смартфона и готовы платить больше.

А зачем вам 8 или 16 ГБ ОЗУ и 8 ядер? В подавляющем большинстве случаев — незачем. Они нужны, потому что софт, который вам делают, — это тяжеловесный хлам, построенный на системах, которые за вами следят и вас контролируют, — Windows, iOS и Android. Вам дают дорогое и мощное железо, чтобы компенсировать всё более плохой софт. Это запланированное устаревание, и оно оставляет горы электронного мусора.

Этим проектом я хочу доказать обратное: что с телефоном намного дешевле (за пару долларов) любой человек может войти в эту прекрасную профессию — 3D-дизайн. Что он перестал быть чем-то доступным лишь избранным и сегодня доступен всем. Что учиться можно по онлайн-курсам, читая, смотря видео на YouTube.

А искусственный интеллект, который теперь делает всё в два клика? Не унывайте. Работы — непочатый край, и сегодня у нас больше инструментов, чем когда-либо, чтобы её делать. Творчество по-прежнему ваше.

Эта статья — чтобы пробудить сознание. Чтобы требовать телефоны более доступные, ремонтопригодные, обслуживаемые и недорогие. Хватит электронного мусора и запланированного устаревания. Хватит продавать нам безумно дорогое железо, чтобы прикрыть всё более плохой софт. Давайте использовать GNU/Linux и свободное ПО. Перестанем пользоваться софтом, который за нами следит, нас контролирует и делает зависимыми.

Прекрасное искусство можно создавать тем, что под рукой. Старой Nokia, нетбуком, любым компьютером. Барьер больше не в деньгах и не в железе: барьер — это вы и ваше желание. Так что берите то, что есть, и начинайте творить. 💚