Esiste un limite alle nostre capacità visive?

Non molto tempo fa abbiamo iniziato a ragionare della nostra capacità visiva. Partendo, infatti, dalla domanda "esiste un limite oltre il quale il nostro occhio non riesce ad essere abbastanza veloce?" abbiamo discusso molti aspetti della tecnica rappresentativa delle immagini nei sistemi digitali, passando attraverso la fotografia e l'animazione digitale, anche tridimensionale. Oggi proviamo ad aggiungere degli altri spunti di riflessione: parliamo di rappresentazione video ma anche di renderizzazione e videogiochi, e proveremo a tirare le conclusioni in merito per scoprire se i nostri occhi abbiano effettivamente dei limiti oppure no. Siete pronti?

I videogiochi e le potenzialità video

Tutti gli appassionati di videogiochi sanno, ad esempio, che il numero di frame al secondo è un parametro fondamentale. E questo vale sia che stiate giocando on-line sia che state giocando in single player. Molto spesso, però, in questo campo, la qualità del videogioco non ha impatto soltanto sulla scena e sul fatto che sia realistica ma più che altro sulla fluidità con cui viene rappresentata la stessa. Un basso frame rete, infatti, impatta gravemente sull'esperienza di gioco perché la rende meno realistica dal momento che viene visualizzata "a scatti". I videogiocatori sanno bene che molto spesso questo può dipendere dalle basse performance della propria macchina e che un motore grafico estremamente ottimizzato e ricco di opzioni può risultare scalabile in maniera tale da rendere la scena fluida rinunciando ad effetti di ombreggiatura particolare piuttosto che ai singoli dettagli.
Qui si abbraccia anche il campo della tecnica di implementazione della gestione degli effetti nell'ambito delle schede video, per esempio. Con filtri Anti-Aliasing di sempre maggior livello o altre opzioni di rendering avanzato.

Tutto quello che i videogiocatori sono abituati a vedere, in realtà, però tiene conto della grandissima esperienza maturata in campo cinematografico e soprattutto del livello di approfondimento degli studi in campo fisiologico del nostro sistema visivo. Tanto per iniziare, non si tratta soltanto di fluidità dell'immagine ma anche di capacità di visualizzazione da parte dei monitor per i nostri computer: se sono di piccola dimensione, per esempio, tipicamente costano di più di un CRT (che comunque oggi non sono più in commercio per ovvie ragioni relative alla sicurezza e all'avanzamento tecnologico, oltre che per una questione di smaltimento tutt'altro che banale).

In realtà esistono delle ragioni tecnologiche molto profonde alla base dell'avanzamento che ha subito la tecnica sulla quale si basano i monitor dal momento che i fosfori non hanno il livello di definizione che possono avere i pixel: maggiore è il numero di pixel, maggiore sarà la risoluzione che il monitor è in grado di produrre.
Altre ragioni tecnologiche sono relative, per esempio, alla frequenza di aggiornamento, naturalmente superiore ai vecchi monitor. Questo si traduce nel fatto che l'immagine viene riprodotta in maniera estremamente più veloce.

La possibilità di trasmissione più veloce suggerisce, è chiaro, che sia effettivamente possibile rappresentare più frame per unità di tempo, a costo naturalmente di avere un hardware più performante (in termini di velocità di elaborazione ed eccitazione degli elementi). Ancora una volta il campo dei videogiochi si propone come un terreno di frontiera e tutta l'ingegnerizzazione delle schede video si basa proprio sulla qualità e sulla velocità con la quale si è in grado di rappresentare una scena.

Avete mai guardato nello specifico i dettagli di una scheda video? Proviamo a farlo adesso.

Consideriamo ad esempio una NVIDIA GeForce GTX 950 (mostrata in Figura 1).

La scheda video NVIDIA GeForce GTX 950

Figura 1: La scheda video NVIDIA GeForce GTX 950

Nata per il gaming, è in grado di riprodurre giochi, vecchi e più nuovi, in 1080p a 60 FPS.
Tra le specifiche tecniche più di rilievo vi sono:

  • Clock di base della GPU: 1024 MHz
  • Clock boost della GPU: 1188 MHz
  • Fill Rate texture: 49.2 GigaTexels/s
  • Massima risoluzione digitale: 5120x3200
  • Massima risoluzione VGA: 2048x1536

In merito alla memoria RAM:

  • Velocità della memoria: 6600 MHz
  • Quantità di memoria: 2 GB
  • Interfaccia di memoria: 128-bit GDDR5
  • Max banda passante: 105.5 GB/s

A proposito del sincronismo verticale, questo modello dispone della funzionalità di "Adaptive VSync". Spesso capita che alcuni difetti grafici annullino la sensazione di immersione degli utenti. La tecnologia Adaptive VSync è un modo intelligente per renderizzare i frame: in caso di un elevato numero di frame, VSync è abilitato per eliminare il cosiddetto tearing. Quando i frame rate sono bassi, il VSync è disabilitato per minimizzare il "saltellamento".

Il motion blur di cui abbiamo parlato prima è un effetto che effettivamente viene implementato all'interno dei videogiochi ma potrebbe anche non servire. L'occhio umano può ricevere informazioni in maniera continuativa ed in effetti non guarda al mondo come una sequenza di immagini, ovvero come uno stream di informazioni. Ed in effetti, l'unico caso di perdita di informazione da parte del nostro sistema visivo è il fatto che l'occhio sia effettivamente chiuso.
Ciò nondimeno all'interno dei videogiochi non implementare il motion blur sarebbe sbagliato. Consideriamo uno sparatutto, in particolare uno che ho apprezzato particolarmente, ovvero Unreal Tournament (ma in realtà analoghe considerazioni possono essere fatte con Counter Strike, Quake 3 Arena e molti altri). L'esatta posizione di un oggetto è difficile da calcolare senza che ci sia un "raccordo" tra un frame ed il successivo, così come sarebbe difficile identificare dove si trovi un altro giocatore. Uno sparatutto in prima persona diventa un genere particolarmente difficili condizioni. Il Motion Blur, quindi, rappresenta un elemento di raccordo tra il posizionamento nello spazio OXYZ in cui personaggi vengono generati e l'effettiva messa in scena di ciascun pixel e di ciascun oggetto.
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