谷歌開源3D數(shù)據(jù)壓縮算法 看片再也不用緩沖了？

笨重的顯卡、更強大的 CPU、高分辨率顯示屏，所有這些都對高品質3D 視覺體驗十分重要——無論是對于游戲還是 VR。但如果用戶需要等 n 年才能下載好高清內容，數(shù)據(jù)太大又無法直播，那么所有這一切都變得不重要。這就是為什么互聯(lián)網(wǎng)巨頭們——比如谷歌，會投入巨大時間精力來研究壓縮數(shù)據(jù)的新方法。

上周，谷歌發(fā)布了一個開源 3D 模型壓縮庫"Draco"，它功能簡單但是潛力不可限量。

Draco 的意義

谷歌在官方博客中解釋道，3D 數(shù)據(jù)正變得越來越常見，遠遠不局限于娛樂方面。點云（Point-clouds）和其他類似的存儲信息的架構到處都是，但還沒有專門對它們進行壓縮的。目前，所有人仍依賴于通用壓縮算法，比如用于 ZIP 的 Deflate 和針對 7z 的 LZMA。這就是 Draco 的價值所在。

谷歌表示：

“3D 圖像是許多應用的基礎，包括游戲、設計和數(shù)據(jù)可視化。如今，圖像處理硬件和設計工具在不斷提高，更大、更復雜的 3D 模型變得越來越常見，并為 VR、AR 領域的新應用提供了支持。但因為提高的模型復雜度，存儲和帶寬被迫追趕數(shù)據(jù)大爆炸后指數(shù)級增長的 3D 數(shù)據(jù)。 ”

Draco 由谷歌 Chrome 媒體團隊設計，旨在大幅加速 3D 數(shù)據(jù)的編碼、傳輸和解碼。因為研發(fā)團隊的 Chrome 背景，這個開源算法的首要應用對象是瀏覽器。但既然谷歌把它開源，現(xiàn)在全世界的開發(fā)者可以去探索 Draco 在其他場景的應用，比如說非網(wǎng)頁端。目前，谷歌提供了它的兩個版本： JavaScript 和 C++。

它到底有多強?

Draco 可以被用來壓縮 mesh 和點云數(shù)據(jù)。它還支持壓縮點（ compressing points），連接信息，紋理協(xié)調，顏色信息，法線（ normals）以及其他與幾何相關的通用屬性。下面是谷歌官方發(fā)布的 Draco Mesh 文件壓縮率，可以看出，它大幅優(yōu)于 ZIP。

圖一：Draco 壓縮率與 ZIP 之間的比較

注：第一行為未壓縮數(shù)據(jù)

圖二：Draco 編碼/解碼性能

谷歌宣稱，若使用 Draco，含 3D 圖像的應用，其文件大小能大幅縮小，并不在視覺保真度上做妥協(xié)。對于用戶來說，這意味著 app 下載會更快，瀏覽器的 3D 圖像載入得更快，VR 和 AR 畫面的傳輸只需要占用原先一小部分的帶寬、渲染得更快并且看起來畫質清晰。

另外，在 Draco JavaScript 解碼器支持下，傳輸 3D 圖像的網(wǎng)頁應用會變得非常地快;而該解碼器可以和 3D 網(wǎng)頁瀏覽器綁定起來。這意味著 Draco 普及之后，天朝網(wǎng)速拖后腿的廣大群眾都可以享受到在線看高清影視帶來的滿滿幸福感。讓所有連接網(wǎng)絡的用戶都能享受到高清視覺體驗，正是 Draco 的使命之一。

不止于娛樂

Draco 的算法既支持有損模式，也支持無損。這給普通消費者帶來的好處還不太明顯——畢竟大多數(shù)人對分辨率并沒有強迫癥，有損壓縮帶來的輕微畫質改變完全在承受范圍之內。但對專業(yè)應用和科研應用的意義就很大了。這就好比 JPEG 之于 PNG。后者用于游戲和 VR 應用完全沒有問題，降低的畫質很難用肉眼察覺。但在科研點云數(shù)據(jù)中，任何信息都不能丟失。

小結

乍看之下，Draco 并不像三星 AMOLED 屏或者新 GPU 架構那樣吸引眼球。但作為能給 3D 數(shù)據(jù)壓縮帶來革命性改變的新算法，將來它給消費者體驗帶來的提升可能不亞于這兩者——Draco 很可能會成為基于云端 3D 內容的支柱。

顯然，谷歌開源 Draco 有助于它的快速普及。至于何時在線影音、網(wǎng)絡游戲運營商會采用 Draco，減少用戶們的視頻緩沖、卡頓時間，開發(fā)者又能探索出那些新用途，我們拭目以待。

感興趣的技術宅可以去 GitHub，一睹 Draco 真面目。