Pixel Streaming или WebGPU: какой из них лучше для вашего погружения?

Перед созданием Bzar мы обсуждали, будем ли мы основывать наш стек на потоковой передаче пикселей, которая отображает контент в облаке, или на технологии локального рендеринга, использующей собственные вычислительные мощности устройства. Поскольку этот выбор существенно влияет на стоимость проекта, его масштабируемость и удобство для пользователей, важно разобраться с ним с самого начала, прежде чем приступать к написанию строки кода.

До сих пор нам приходилось выбирать между качеством и масштабом. WebGL дешев, но графика оставляет желать лучшего. С другой стороны, облачный рендеринг обеспечивает высококачественную графику, но его слишком дорого масштабировать. Даже недавние разработки в области облачного рендеринга, когда до 4 пользователей могут использовать один графический процессор, не решат основную проблему.

Но недавно ситуация изменилась.

После длительного периода разработки команда Google Chrome выпустила нечто под названием WebGPU. В отличие от предыдущей версии WebGL, эта версия позволяет вашему браузеру получить доступ к большей вычислительной мощности графического процессора вашего устройства. (Графический процессор).

Другими словами, вычисления высококачественной 3D-графики в режиме реального времени теперь могут выполняться локально на вашем устройстве. Это фантастическое достижение, которое будет способствовать массовому внедрению иммерсивных виртуальных пространств в больших масштабах.

Так как же WebGPU сочетается с потоковой передачей пикселей?

Давайте углубимся в обе технологии, рассмотрим плюсы и минусы обеих на основе реальных испытаний и объясним, как подойти к решению, какая из них лучше всего подходит для конкретного иммерсивного приложения.

WebGPU против потоковой передачи пикселей: сравнение

Чтобы получить полное представление о пользовательском опыте, мы провели тестирование, сравнив две технологии друг с другом.

Целью было создать идентичную среду с использованием Pixel Streaming (с использованием Unreal 5.3 и аватара MetaHuman) и WebGPU (с использованием Babylon.js и Ready player me Avatar). Мы получили детальную картину благодаря обширной практической работе с обоими решениями и тщательному анализу различных результатов.

Небольшое примечание: наше исследование будет сосредоточено на графике на мобильных устройствах, планшетах и ​​ПК, исключая виртуальную реальность, которая сопряжена с различными проблемами и решениями.

Наши тесты показывают несколько основных отличий:

1. Контраст точности между двумя средами заметен, но не значителен. На мобильных устройствах среднестатистический пользователь может не заметить существенной разницы, особенно на мобильных устройствах.
2. Наиболее разительное отличие — качество аватаров. Например, аватар-метачеловек значительно более реалистичен, чем аватар «Ready Player Me». Однако достижение такого реализма с помощью аватара Метачеловека требует более дорогого оборудования, поэтому его следует рассматривать для конкретных случаев использования, ограниченных стоимостью и доступностью.
3. Выделяется замечательная скорость отклика WebGPU, демонстрирующая незначительную задержку даже при среднем подключении к Интернету. Хотя WebGPU, возможно, и не достигает тех же фотореалистичных высот, что и Pixel Streaming, он представляет собой существенное улучшение по сравнению со своим предшественником WebGL.
4. WebGPU может сложно отображать более масштабные виртуальные возможности в реальном времени. Переходы между областями внутри игры требуют коротких интервалов загрузки.
5. Тем не менее, динамический свет и отражения, отображаемые с помощью WebGPU, способствуют общему реализму, добавляя глубину визуальному восприятию.

Хотя явного победителя нет, поскольку и потоковая передача пикселей, и WebGPU имеют свои уникальные варианты использования, мы определили соответствующие сильные и слабые стороны каждой технологии.

Пиксельная потоковая передача: плюсы и минусы

Pixel Streaming был создан для рендеринга графики в режиме реального времени с использованием облачных серверов, а затем ее передачи на устройство конечного пользователя. Это означает, что он может поддерживать высокое качество работы, не требуя от пользователей загрузки файлов большего размера, установки программного обеспечения или использования мощных устройств.

Плюсы пиксельной потоковой передачи

Пиксельная потоковая передача имеет ряд преимуществ:

Высококачественная графика. Конечные пользователи получают выгоду от снижения требований к локальным устройствам, поскольку потоковая передача пикселей эффективно отображает высококачественную графику на надежном оборудовании серверного уровня. Это обеспечивает визуально привлекательный пользовательский опыт и улучшает общее визуальное впечатление. качество, создавая привлекательную среду погружения.

Unreal Engine. Unreal Engine, который обычно ассоциируется с высококачественными играми, отличается простотой использования для создания высококачественной графики. Предлагая как точные, так и удобные для пользователя функции, он поставляется с инструментами для автоматизации оптимизации и моделирования, упрощающими и ускоряющими процесс для разработчиков.

Высококачественные аватары. В наших тестах аватары MetaHuman с потоковой передачей пикселей, реализованные с помощью Unreal 5.3, оказались очень реалистичными и настраиваемыми. Такая гибкость позволяет пользователям и предприятиям изменять аватары в соответствии со своими предпочтениями, расширяя возможности настройки иммерсивного опыта.

Независимость от устройства. Потоковая передача пикселей позволяет пользователям получать доступ к приложениям с интенсивным использованием графики на различных устройствах, в том числе с низким энергопотреблением. Перенос задач рендеринга на серверы освобождает пользователей от ограничений локального оборудования, обеспечивая инклюзивность на разных устройствах.

Минусы потоковой передачи пикселей

Однако есть проблемы:

Зависимость от пропускной способности. Эффективность потоковой передачи пикселей зависит от надежного подключения к Интернету, что увеличивает нагрузку на полосу пропускания. Эта зависимость может создавать ограничения, особенно для пользователей с медленным соединением или тех, кто обеспокоен расходами на передачу данных.

Проблемы с задержкой. Проблема с задержкой может повлиять на бесперебойность работы. Задержки в передаче данных, часто из-за географического расстояния между пользователем и облачным оборудованием, могут негативно повлиять на качество работы.

Затраты на серверную инфраструктуру. Внедрение потоковой передачи пикселей требует наличия надежной серверной инфраструктуры, что приводит к высоким эксплуатационным расходам на обслуживание и масштабирование серверных ферм. Финансовый аспект становится решающим фактором при балансировании преимуществ технологии с расходами на ее обслуживание.

Стоимость и усиление; Масштабируемость. Экономический фактор играет ключевую роль при оценке пригодности потоковой передачи пикселей для конкретных случаев использования. Рендеринг графики в облаке может оказаться чрезвычайно дорогостоящим, а по мере увеличения количества пользователей и времени взаимодействия растут и соответствующие затраты, требующие тщательного анализа затрат и выгод.

WebGPU: плюсы и минусы

WebGPU был специально создан, чтобы раскрыть потенциал современного графического оборудования, позволяя разработчикам использовать всю мощь современных графических процессоров для задач рендеринга и вычислений в веб-браузере — для этого не требуется ни модной игровой консоли, ни мощного компьютера. Предыдущая версия, WebGL, также может отображать 3D-графику в браузере, но только с низкой точностью.

Плюсы WebGPU

WebGPU выделяется в нескольких основных областях:

Повышенная производительность. WebGPU позволяет веб-приложениям напрямую использовать возможности графического процессора, способствуя более эффективному рендерингу и вычислениям графики. Этот прямой доступ повышает производительность веб-приложений и значительно повышает производительность веб-приложений по сравнению с WebGL. Это приводит к более плавному и быстрому реагированию пользователей, что является важнейшим аспектом взаимодействия в Интернете.

Низкая задержка. Локальная отрисовка графики означает более низкие требования к пропускной способности. WebGPU обеспечивает удивительно плавную и быструю работу даже при среднем подключении к Интернету.

Стоимость и усиление; Масштабируемость. В отличие от Pixel Streaming, WebGPU не требует дорогостоящего облачного оборудования или надежного подключения к Интернету. Этот экономичный подход облегчает масштабирование, позволяя без значительных затрат создать большую базу пользователей.

Визуальная точность. WebGPU поддерживает расширенные методы рендеринга, такие как трассировка лучей и расширенный динамический диапазон (HDR), что позволяет значительно улучшить визуальные эффекты за счет динамического освещения, отражений и теней. Высокая визуальная точность позволяет брендам создавать по-настоящему захватывающие впечатления, которые очаровывают пользователей и устраняют сохраняющийся скептицизм метавселенной.

Минусы WebGPU

Тем не менее, у WebGPU есть несколько ограничений, а именно:

Ограниченная поддержка браузеров. Широкое распространение WebGPU сталкивается с препятствием в виде ограниченной поддержки браузеров. На сегодняшний день не все веб-браузеры полностью поддерживают WebGPU, что создает проблемы совместимости для разработчиков, по крайней мере, в краткосрочной перспективе.

Кривая обучения. Низкоуровневый характер WebGPU требует более глубокого понимания программирования на графическом процессоре. Эта характеристика потенциально увеличивает время обучения разработчиков, требуя более высокого уровня технических навыков.

Время разработки. Отсутствие таких инструментов, как Unreal Engine, продлевает время разработки иммерсивного опыта на WebGPU. Разработчикам часто приходится работать с менее продвинутым программным обеспечением для 3D, например PlayCanvas и Babylon.js, что приводит к увеличению сроков проекта.

Проблемы безопасности. Прямой доступ к графическому процессору вызывает проблемы безопасности, подчеркивая необходимость тщательной реализации. Плохо разработанные приложения могут содержать уязвимости, которые можно использовать в злонамеренных целях.

Аватары. В приложениях WebGPU в настоящее время отсутствуют топовые варианты аватаров, сравнимые с MetaHuman. Возможности локального рендеринга не позволяют обрабатывать ту же сложную 3D-графику, что и Pixel Streaming, что приводит к менее фотореалистичным аватарам. Это ограничение может повлиять на общее визуальное богатство приложений на базе WebGPU.

Так что же лучше: потоковая передача пикселей или WebGPU?

Выбор между Pixel Streaming и WebGPU зависит от конкретного варианта использования: каждое приложение индивидуально и должно иметь свою идеальную архитектуру, основанную на уникальных потребностях этого приложения и ожиданиях конечного пользователя.

<блок-цитата>

Потоковая передача пикселей превосходно обеспечивает удаленную передачу высококачественной графики, но сталкивается с проблемами, связанными с пропускной способностью, задержкой и существенными эксплуатационными расходами.

И наоборот, WebGPU предоставляет веб-приложениям прямой доступ к графическому процессору, повышая производительность, хотя и за счет несколько худшей графики и безопасности.

Решение между этими технологиями зависит от цели опыта и целевой аудитории. Для предприятий, разрабатывающих высокобезопасные и высококачественные решения с ограниченной базой пользователей, Pixel Streaming становится логичным выбором. Такие решения, часто требующие более коротких сроков, находят отклик в таких приложениях, как обучение персонала или техническое моделирование.

С другой стороны, если цель состоит в том, чтобы создать масштабируемый, ориентированный на потребителя опыт для большой базы пользователей, WebGPU становится логичным выбором. В частности, в сценариях использования мобильных устройств WebGPU является предпочтительным выбором, поскольку различия в точности менее выражены, а такие факторы, как пропускная способность, скорость соединения и стоимость мобильных данных, имеют меньшее значение. Выбранный путь в конечном итоге соответствует потребностям клиента и специфике предполагаемого варианта использования.

Как ведущие эксперты в этой области с широким кругом клиентов, мы применяем обе технологии с одинаковым энтузиазмом — мы хотим, чтобы наши клиенты добились успеха, а это требует захватывающего опыта, который нравится потребителям. Все технические решения должны исходить из этой основной директивы!

---

Оригинал