jag är inte i besittning av en kristallkula. Men jag har en obsessivt ackumulerad, encyklopedisk kunskap om realtidsåtergivningstekniker. Den som har fascinerat mig mest alla dessa år är voxel-motorn. Voxels förstås vanligtvis vara 3D-kuber men kan också återges som punkter, till exempel punktmolnmodellerna som genereras av 3D-skanning.
om du sveper en laser upp och ner eller fram och tillbaka i successiva rader, genererar en punkt i din programvara varje plats lasern träffar något, resultatet är ett punktmoln. Om punkterna är tätt packade nog, visas det resulterande virtuella objektet fast, inga polygoner krävs.
GPU: er som finns idag är optimerade för polygoner, inte voxlar. Men om du hade hårdvara speciellt utformad för att tillåta absolut, ofattbart massiva antal voxels, kan du skapa några riktigt fotorealistiska landskap. Oöverträffade nivåer av små, invecklade detaljer skulle bli möjliga, liksom mer realistiska beteenden för ljus, vätskor, gaser och så vidare.
simuleringen ovan är voxel baserad (tillåta lite tid för att ladda, mycket stor gif). Det kan inte göras i realtid på grund av det stora antalet/densiteten hos de involverade partiklarna, men de är tillräckligt många för att skapa övertygande fasta föremål, och den exakt simulerade vätskedynamiken resulterar i interaktioner mellan vattenpartiklarna som liknar verkliga beteenden hos vatten.
förmågan att mer exakt modellera verkligheten på detta sätt borde inte komma som någon överraskning, med tanke på att verkligheten också är voxel-baserad. Skillnaden är att våra voxlar är mycket små, och vi kallar dem subatomära partiklar. Som med ett punktmoln, skulle du zooma in tillräckligt långt skulle du se mycket utrymme mellan dem. Men zooma ut tillräckligt och de får utseendet på ett fast föremål.
voxelobjektens natur är att de kan vara ”ihåliga” som polygonobjekt för att spara processorkraft, men till skillnad från polygonobjekt kan de också vara fasta. Ett voxelobjekt kan tillverkas av fasta voxlar, genom och igenom. Detta skulle innebära i ett dataspel att du kan skära ett äpple i hälften från vilken riktning som helst och se ett exakt tvärsnitt.
om du exploderades av en fiendens missil skulle din kropp inte komma ifrån varandra i förmodellerade polygonala bitar, men faktiskt separera på ett sätt som är unikt för den händelsen och spilla dina insidor som det skulle i verkligheten. Verkliga objekt är trots allt bara atomer som sätts ihop i en viss form, och allt som händer är bara en interaktion mellan dessa partiklar, styrda av fysisk lag.
så stor är potentialen att replikera åtminstone begränsade bitar av verklighet i programvara med denna metod, att de som sätter sitt hopp i hjärnuppladdning specifikt avser att uppnå det genom att skanna hjärnan ner till subatomär partikelupplösning och generera ett identiskt punktmoln från den data där varje punkt motsvarar (och tilldelas kända beteenden hos) var och en av dessa subatomära partiklar. Förväntningen är att denna virtuella hjärna sedan kommer att återuppta kognition från var den slutade.
Minecraft är ett bra exempel på ett populärt voxelbaserat spel, som utnyttjar spelpotentialen för voxel terräng och interaktioner. Det ”fuskar” i den meningen att voxlarna bara är polygonala kuber, men matematiken som är involverad i procedurgenererande terräng i Minecraft kommer att vara bekant för alla som någonsin har tinkered med en voxelbaserad terrängmotor från något annat spel.
Outcast (som kom ut 1999 om du kan tro det) är ett annat anmärkningsvärt exempel på ett voxelbaserat spel, den här gången utan polygonal fusk, och det visade potentialen att producera mycket mer detaljerad terräng än vad som var möjligt i dagens polygonala 3D-motorer.
så klart är några fantastiska saker möjliga med voxels. Eftersom vår egen verklighet består av partiklar och deras interaktioner är det den naturliga vägen att ta för ansträngningar att simulera verkligheten. Euclideon har nyligen visat en modern voxelmotor med miljöer genererade från 3D-skanningar av verkliga platser:
resultaten är så fantastiska att det är svårt att tro att detta inte är ett fotografi. Förståligt kallade många bullshit från dag ett. Men de har sedan dess visat att deras motor körs i realtid även på en relativt blygsam bärbar dator, eftersom deras centrala påstående är att ha upptäckt ett sätt att kraftigt optimera voxel-rendering.
så snart de visade att motorn gick i realtid flyttades målstolparna och deras kritiker sa”Okej det kan göra statiska miljöer, men inte rörliga/animerade objekt”. De demonstrerade sedan animerade och rörliga föremål, så målstolparna skiftade igen. ”Inget av det är skelett. Det är allt ram för RAM, förberäknat.”
så det gick. Precis som med Emdrives pågående skepsis, blir skepticismen bara mer rasande och intensiv varje gång den passerar ett test. Så rädda är vi att luras att vi inte ens vågar hoppas på ett sådant fantastiskt genombrott.
det här är allt på hårdvara som inte är fjärroptimerad för voxels. De har uppnått det rent genom upptäckten av en selektiv renderingsmetod som skär ut det mesta av arbetsbelastningen, bestämmer av någon mörk juju vad som är eller inte är synligt för dig och släcker i enlighet därmed, men använder en liten bråkdel den processorkraft som normalt kräver.
tänk vad som kommer att bli möjligt med nästa generations grafikkort speciellt utformade för att driva poäng, inte polys. Föreställ dig när dessa punkter blir tillräckligt små för att vara omärkliga, även med 4K, 8k och till och med 16K-upplösning VR-headset. Resultatet blir verkligen fotorealistiska virtuella miljöer, fångade från verkliga objekt och platser.
naturligtvis när du lägger till realtidsbelysning, vätskedynamik och så vidare, ökar beräkningsbelastningen. Men om det finns något i denna värld så säkert som död och skatter, är det att datorer kommer att bli kraftfullare. Tänk på datorer ett sekel från och med nu som kan göra hela jorden i punkter så små som faktiska subatomära partiklar. Eller datorer två århundraden från nu som kan göra hela solsystemet eller galaxen.
redan används punktmolnssim för att modellera galaxernas kollision eller universums expansion. Tänk om dessa simuleringar verkligen var fullständiga. Om du kunde zooma in på någon enskild planet och det skulle vara så detaljerat, ner till subatomär nivå, som faktiska planeter är. Vid den tiden, vad skulle skilja det från verkligheten där vi bor?
detta borde ge en känsla av varför Elon Musk, Stephen Hawking och andra nyligen har talat om den höga sannolikheten att vi redan bor i en simulering. Vår egen teknik närmar sig förmågan att göra stora bitar av verkligheten till samma trohet som den vi bor i.
när allt kommer omkring, om vi en dag kan simulera ett helt universum, kommer vi förmodligen inte att vara de första som gör det om inte mänskligheten är det första intelligenta livet någonsin som utvecklas i universum. Förmodligen kommer vi inte heller att vara de sista som gör det, eftersom simulering av hela universum har uppenbara vetenskapliga meriter när det gäller att lära sig om vårt eget universum.
om dessa simuleringar verkligen är helt korrekta, kommer livet att uppstå inom simuniverserna av samma skäl som det gjorde i den här. De simulerade arter som blir intelligenta kommer sedan så småningom att utveckla den teknik som krävs för att köra sina egna simuleringar i hela universum, och så vidare.
detta skulle resultera i att varje verkligt universum innehåller många simulerade universum vid varje given tidpunkt, som var och en innehåller många ytterligare undersimuleringar, som var och en innehåller många ytterligare undersimuleringar och så vidare i ett fraktalt ordnat processträd. Naturligtvis kan det inte sträcka sig för evigt eftersom processorkraften för root sim är begränsad, men även då överträffar antalet simulerade universum nödvändigtvis de faktiska universerna på ’toppnivå’.
förmodligen antar de intelligenta invånarna i alla dessa universum (åtminstone de som ännu inte har resonerat allt detta) att de existerar i ett verkligt universum, precis som de flesta människor gör. Vad är oddsen att vi faktiskt lever i ett av de relativt få verkliga universum, snarare än de väldigt många simulerade? Försvinnande, avlägset liten.
så nästa gång du tittar upp på de otaliga ljuspunkterna på natthimlen, tänk på den ofattbara skitbelastningen av partiklar som var och en av dessa stjärnor är gjord av. När du tittar på ett särskilt vackert träd, tänk ”fin grafik”. Och nästa gång någon frågar dig om du tror att det här är ett spel, nicka.