Вчера я узнал, что умер Лем, и мне стало как-то… пусто. Я виделся с ним лишь однажды, пять лет назад, и тоже – ранней весной. Специально ездил в Краков от «Компьютерры», чтобы взять у него интервью.
К тому времени мне было уже сильно за пятьдесят, жизнь одарила меня знакомством и общением со многими интересными и некоторыми великими людьми, – а вот поди ж ты: подходя к дому на окраине Кракова, я трясся в мальчишеском треморе. Нервничал сильнее, чем на первом экзамене.
Почему? Черт его знает!.. Неужели только потому, что книжки Лема в ранней юности были для меня так важны и значимы? Что «Сумма технологии», прочтенная тогда, стала чуть ли не основным философским трудом, определившим на всю дальнейшую жизнь мое мировоззрение? Если б я ехал на встречу с Достоевским или с Пушкиным, волновался б, наверное, не меньше, – но с Достоевским и Пушкиным встретиться было уже совершенно невозможно, а с Лемом…
Когда я, поговорив с паном Станиславом часа полтора, записав разговор на пленку и отщелкав полгигабайта фотографий, вышел на улицу, меня пронзила банальная, но показавшаяся странной идея о человеческом невнимании, человеческой несправедливости. «Кто более чем Лем, – подумал я, – достоин Нобелевской премии, во всех отношениях достоин? И как печально, что он скорее всего ее никогда не получит. Не получит потому, что на Западе недостаточно хорошо знакомы с его книгами, а в Штатах, можно сказать, не знакомы вообще. И еще потому, что он был пророком Земли, а ведь известно, что нет пророка в своем отечестве».
Об уровне понимания Лема американцами можно судить по ужасающему фильму Содеберга «Солярис». Если даже гениальный одноименный фильм Тарковского вызывал у пана Станислава такое недоумение непониманием, – что, он подумал, посмотрев фильм американский? Задать этот вопрос Лему я не смог, потому что в тот момент фильма еще не было.
Впрочем, я бы не удивился, если б узнал, что Лем просто отказался его смотреть. Да-да! Потому что от встречи у меня осталось такое вот общее впечатление: пан Станислав последние годы огорченно недоумевает от того, что его почти никто не понимает. Его острый, пронзительный ум, который никогда не мыслил на уровне ниже онтологического, философского, раньше многих осознал тщету технических ухищрений – пусть сколь угодно революционных – на фоне кардинальных, имманентно человеку и человечеству присущих проблем. Он писал об этом, когда еще не взлетел в Космос первый спутник, когда не было и помину Интернета и персональных компьютеров. Он с легкостью, но и с грустью населял свои рассказы, романы и эссе этим бесчувственным «железом будущего», – но его не услышали.
Когда он писал свои последние статьи, к нему относились с легким даже пренебрежением: мол, спятил старик, – а он просто оставался на обычном своем пронзительном уровне постижения мира. На него чуть ли не обижались: как так? человек, предсказавший нынешний мир хайтека, столь скептически к нему относится?! Это – неправильно!!!
И от этого вот непонимания он чувствовал себя – во всяком случае, выглядел – особенно одиноким. С этой своей сгорбленной спиной и яснейшим разумом…
Мертвых у нас любят больше, чем живых, – так что есть надежда, что сегодняшние читатели с бо,льшим вниманием отнесутся к его книгам и статьям, – ему же теперь, увы, все равно…
ТЕМА НОМЕРА: Персональный суперкомпьютер
К тому, что современные игры не могут обойтись одним лишь центральным процессором (Central Processing Unit, CPU [CPU – central processing unit]), без поддержки видеокарты, мы привыкли настолько, что это считается само собой разумеющимся. Сегодня никого не удивляет анонс очередного графического чипа (Graphics Processing Unit, GPU [GPU – graphics processing unit]) производительностью несколько сотен гигафлопс[gflops – миллиард арифметических операций с действительными числами в секунду]. А ведь самые дорогие CPU, даже серверные, едва ли могут похвастаться и десятой долей этой числодробильной мощности. Как образовался такой колоссальный разрыв в скорости счета? Почему главная роль в компьютере, роль «мозга», по-прежнему остается за CPU, тогда как GPU не простаивает только во время кровавых игрищ? Что мешает задействовать GPU в «мирных» целях, превратить его в настоящий комбайн, выполняющий огромное количество задач, отличных от рендеринга, и ведется ли какая-нибудь работа в этом направлении?
Чтобы обстоятельно ответить на эти и другие вопросы, нам необходимо вспомнить основы устройства графической подсистемы. Ее работа организуется в форме конвейера, упрощенно представленного на рис. 1. Информация проходит все стадии конвейера, прежде чем преображается в видимый на экране образ.
В самом начале располагается блок обработки вершин трехмерной сцены, целью которого является выработка данных о каждой вершине: ее положение в экранной системе координат, пара цветов (диффузный и зеркальный), до восьми текстурных координат. Следует напомнить, что текстурными называют координаты на отдельно хранящемся растровом изображении (текстуре). Их задание в каждой вершине треугольника позволяет привязать нужную часть изображения к этому треугольнику. Входные данные отдельно для каждой вершины поступают от программного приложения. Как правило, передаются координаты и нормали вершин в системе модели, которые по известным характеристикам, положению и направлению взгляда камеры трансформируются в экранные координаты. Цвета определяются взаимным расположением вершины, камеры и источников освещения. Отсюда и принятое название: блок трансформации и освещения (T&L). Обработка вершин происходит независимо, здесь система еще не знает, как они связаны между собой.
Информация о том, какие тройки вершин образуют треугольники, поступает только на следующий этап конвейера, носящий название «сборка треугольников» (triangle setup). После этого уже можно определить, какие треугольники будут не видны на экране. Независимым исследованием вершин этого установить нельзя: три выходящие за границы экрана вершины могут сформировать частично видимый треугольник. Полностью скрытые треугольники удаляются, чтобы больше не отнимать на себя ресурсов. От частично видимых треугольников отсекаются ненужные части.
На этапе растеризации треугольники разбиваются на множество фрагментов, каждый из которых соответствует одному пикселу экрана, накрываемому треугольником. Здесь же происходит еще одна важная операция – линейная интерполяция значений из вершин треугольника в соответствии с положением фрагмента. После этого обработка каждого фрагмента может происходить автономно от других фрагментов.
В конечном результате для каждого фрагмента необходимо определить его итоговый цвет и, возможно, изменившуюся глубину. Для чего часто требуется доступ к хранящимся в видеопамяти текстурам, которые могут содержать как непосредственно цвет, так и освещенность, отражательную способность или карту неровностей. Доступ к текстурам осуществляется через блок выборки (fetch), который может вернуть цвет текстуры в произвольной точке, а также может выполнять билинейную или анизотропную фильтрацию.
О фрагментах следует думать как о пре-пикселах. Окончательное значение цвета на экране формируется в результате композиции цвета фрагмента с цветом, уже находящимся в экранном буфере, только частным случаем которой является полное замещение. Фрагмент на этом этапе может быть вообще отвергнут, если не пройдет один из тестов, например тест глубины или величины альфа-канала.
Свое окончание конвейер находит в экранном буфере или текстуре, его заменяющей, при включении специального режима render-to-texture. Это единственное место в конвейере, которое доступно приложению для обратного считывания (read back).
Как же использовать графический конвейер не только для отображения трехмерных сцен? Еще относительно недавно нужно было обладать незаурядными знаниями всех операций, которые производители «зашили» в графический чип, чтобы заметить задачу, сводимую к рисованию некоторой сцены. В любом случае, способностей GPU хватало лишь на очень узкий круг вычислительных проблем[Не хочется задерживаться на этой теме, но чтобы не быть голословным, привожу одну из ссылок, где есть программа построения диаграммы Вороного], как правило, не слишком требовательных к точности результата. Но с наступлением нового тысячелетия ситуация начала мало-помалу меняться.
