Google и Binomial разкриха кода на системата за компресия на текстури Basis Universal

Компаниите Google и Binomial бяха открити изходен код Basis Universal, кодек за ефективно компресиране на текстури и свързания с него универсален файлов формат «.basis» за разпространение на текстури, базирани на изображения и видео. Кодът на еталонната реализация е написан на C++ и се предоставя е под лицензия Apache 2.0.

Basis Universal допълва преди публикуваната система за компресиране на 3D данни Draco и се опитва да реши проблема с доставка на текстури за GPU. До момента разработчиците бяха ограничени в избора между ниско-нивови формати, които предлагат висока производителност, но са специфични за GPU и заемат много място на диска, и други формати, които позволяват намаляване на размера, но не могат да конкурират с GPU текстурите по производителност.

Форматът Basis Universal позволява постигането на производителност на ниво родни GPU текстури, но осигурява по-висок процент на компресия.
Basis е междинен формат, който преди прилагане осигурява бързо пренасочване в различни ниско-нивови формати на текстури за GPU, използвани както на настолни системи, така и на мобилни устройства. В момента се поддържа транслация в формати PVRTC1 (4bpp RGB), BC7 (режим 6 RGB), BC1-5, ETC1 и ETC2. В бъдеще се очаква поддръжка на формата ASTC (RGB или RGBA) и режимите 4/5 RGBA за формата BC7 и 4bpp RGBA за PVRTC1.

Текстурите във формат basis заемат 6-8 пъти по-малко видео памет и изискват предаване на приблизително два пъти по-малко данни в сравнение с типовите текстури на базата на формата JPEG и с 10-25% по-малко, отколкото текстури в режим RDO. Например, при размер на JPEG изображение от 891 Кб, а текстура ETC1 от 1 Мб, размерът на данните във формат Basis е 469 Кб в режим на високо качество. При поставяне на текстурата в видео паметта, използваните в тестовете текстури във формат JPEG и PNG изразходват 16 Мб памет, докато за текстурите във формат
Basis са необходими 2 Мб памет в случай на транслация в BC1, PVRTC1 и ETC1, и 4 Мб в случай на транслация в BC7.

Процесът на превод на съществуващи приложения на Basis Universal е достатъчно прост. Просто е необходимо да пренапишете съществуващите текстури или изображения в нов формат, използвайки предоставения от проекта инструмент „basisu“, като изберете необходимото ниво на качество. След това в приложението, преди кода за рендериране, трябва да инициализирате прекодировача basisu, който отговаря за транслацията на междинния формат в формата, поддържан от текущия GPU. По време на това изображенията в цялата верига на обработка остават компресирани, включително се зареждат в компресирана форма в GPU. Вместо предварително прекодиране на изображението изцяло, GPU селективно декодира само необходимите части от изображението.

Поддържа се съхранението на неоднородни масиви от текстури (cubemap) в един файл, обемни текстури, масиви от текстури, нива на mipmap, виде последователности или произволни откъси от текстури. Например, възможна е опаковката в един файл на серия изображения за създаване на кратки видеа или обединяване на няколко текстури, използвайки обща палитра за всички изображения и дедупликация на типови шаблони изображения. Реализацията на кодеца Basis Universal поддържа многопоточна кодировка с използване на OpenMP. Прекодировачът все още работи само в еднопоточен режим.

Допълнително е наличен декодерът Basis Universal за браузъри, предоставен в формат WebAssembly, който може да се използва в уеб приложения на базата на WebGL. В края на краищата, Google има за цел да постигне поддръжка на Basis Universal във всички основни браузъри и да го популяризира като преносим формат за текстури за WebGL и бъдещата спецификация WebGPU, концептуално сходна с API Vulkan, Metal и Direct3D 12.

Отбелязва се, че възможността за вграждане на видео с последваща обработка само на страната на GPU прави Basis Universal интересно решение за създаване на динамични потребителски интерфейси на WebAssembly и WebGL, в които могат едновременно да се отразяват стотици малки видеа с минимално натоварване на процесора. До появата на възможността за използване на SIMD инструкции в WebAssembly, при традиционните кодеци такова ниво на производителност все още не може да бъде постигнато, затова видеото на основата на текстури може да се използва в области, където обикновеното видео не е приложимо. В момента се подготвя за публикуване код с допълнителни оптимизации за видео, включващ възможността за използване I-кадри и P-кадри с поддръжка на адаптивно запълване (CR).

Източник: opennet.ru