Reach for the stars

Z Wikipedii

Gilles Tran, Jaime Vives Piqueres, Reach for the stars

Reach for the stars to pierwszy obraz (plakat) wygenerowany komputerowo na orbicie okołoziemskiej na pokładzie rosyjskiego statku kosmicznego podczas misji Sojuz TM-34^[1].

Spis treści

1 Idea
2 Przygotowania
3 Projekty
4 Na orbicie
5 Źródła
6 Przypisy

[edytuj] Idea

Pomysł wygenerowania obrazu w przestrzeni kosmicznej zrodził się w korespondencji elektronicznej pomiędzy Markiem Shuttleworthem a Chrisem Casonem. Shuttleworth, entuzjasta ray tracingu, po nabyciu albumów CD-ROM z pracami artystów nagrodzonych w konkursie Internet Ray Tracing Competition poznał kierującego tym projektem Casona. W trakcie rozmów pomiędzy nimi Chris Cason zaproponował by nadzorowany przez niego POV-Ray stał się pierwszym programem do raytracingu który pracował na orbicie. Propozycja związana była z faktem przeznaczenia zebranych przez Marka Shuttlewortha środków na kosmiczną podróż. Przygotowaniem plakatu zajęli się Gilles Tran i Jaime Vives Piqueres, dwaj graficy komputerowi wielokrotnie nagradzani w konkursie IRTC.

[edytuj] Przygotowania

Podczas gdy Mark Shuttleworth odbywał ćwiczenia^[2] obaj graficy, Tran i Piqueres przystąpili do projektowania plakatu z uwzględnieniem ograniczeń technologicznych narzuconych w przestrzeni kosmicznej. W tej fazie przygotowań nie znane były jeszcze parametry techniczne komputera na jakim plakat będzie generowany. Niezależnie jednak od parametrów przygotowywany projekt musiał z jednej strony być atrakcyjny wizualnie w związku z projektami promocyjnymi jakie z nim wiązano, z drugiej strony musiał być bardzo prosty by obraz mógł zostać w całości wygenerowany na orbicie (ok. 35-40 godzin obliczeń komputera). W tym celu Chris Cason przygotował też specjalnie zmodyfikowaną wersję programu POV-Ray uwzględniającą uruchamianie na procesorach podlegających znikomej grawitacji^[3]. Zazwyczaj grafiki komputerowe obu artystów, Trana i Piqueres wykonywane były wówczas na ich komputerach z prędkością 10-20 punktów na sekundę. Obliczono że na orbicie plakat powinien być generowany z prędkością 300-400 punktów na sekundę. Wykluczało to użycie zaawansowanych technik współczesnego ray tracingu i sprowadzało konstrukcję sceny do modelowania CSG (ang. constructive solid geometry).

[edytuj] Projekty

W pierwszej fazie projektowania skupiono się na projekcie przedstawiającym postać spoglądającą na niebo i siedzącą na stosie różnych sprzętów. Koncepcja ta jednak wymagała dużych mocy obliczeniowych w związku z dużym stopniem szczegółowości i ilością obiektów w scenie^[4]. Z początkiem roku 2002 opracowano nową wersję projektu przedstawiającą postać chłopca siedzącego na kuli ziemskiej który wpatruje się w gwiazdy a za nim ciągnie się "ślad" jego dzieciństwa w postaci zabawek i sprzętów.^[5]

W obrazie zawarto odniesienia do Republiki Południowej Afryki skąd wywodził się symbolizowany przez postać na plakacie Mark Shuttleworth: odzież dziecka odzwierciedlała południowoafrykańską kolorystykę, unoszące się w powietrzy banknoty wzorowane były na walucie tego kraju a światła na kuli ziemskiej odpowiadały położeniu południowoafrykańskich miast. Ponadto w obrazie znalazły się odniesienia do historii grafiki trójwymiarowej: czajnik z Utah czy obiekty związane z programem POV-Ray, który został później użyty na orbicie do wygenerowania plakatu.

Po konsultacjach z Chrisem Casonem zmodyfikowano postać dziecka tak by wyciągniętą ręką sięgała gwiazd i ostatecznie 12 kwietnia 2002 przesłano Shuttleworthowi przebywającemu już w Rosji 80 MB plików oraz oprogramowanie.

[edytuj] Na orbicie

Niezależnie od pracy grafików Mark Shuttleworth przygotowywał sprzęt jaki zostanie użyty do wygenerowania obrazu. W związku z brakiem certyfikowanych przez Rosjan komputerów Pentium-166MHz IBM Thinkpad, zdecydowano się na wykorzystanie sprzętu potrzebnego Shuttleworthowi do certyfikacji nowego modelu komputera przenośnego w ramach misji Sojuz TM-34. Ostatecznie Shuttleworth zabrał dwa laptopy IBM A22p wyposażone w procesor Pentium III 1Ghz i 256MB pamięci RAM. Po osiągnięciu orbity Shuttleworth rozpoczął instalację oprogramowania i wykonał pierwsze testowe przebiegi programu POV-Ray, który jako proces o wysokich wymagania pamięciowych jako pierwszy wykazałby ewentualne zniszczenia powstałe na skutek startu i wpływu promieniowania jonizacji.

2 maja Chris Cason otrzymał list elektroniczny od zespołu Marka Shuttlewortha informujący o pomyślnym wygenerowaniu obrazu. Shuttleworth wykonał obraz kilkukrotnie. Zgodnie z wcześniejszym pomysłem Casona Mark zmodyfikował projekt umieszczając na znajdującym się na plakacie monitorze swoje własne zdjęcie wykonane aparatem cyfrowym. Zdjęcie przedstawia Shuttlewortha poddawanego badaniom w ramach misji i pokazuje że był on nie tylko kosmicznym turystą ale również uczestniczył w realizowaniu celów misji kosmicznej^[6].

Po lądowaniu 5 maja Mark Shuttleworth rozpoczął cykl wykładów, pokazów i wywiadów podsumowujących jego lot natomiast wykorzystany przez niego sprzęt trafił na serię badań w rosyjskich i amerykańskich laboratoriach. Ostatecznie 9 stycznia 2003 pliki zostały przekazane na serwery POV-Raya. Plakat został przekazany do serwisów specjalizujących się w wydrukach wielkoformatowych w celu przygotowania usługi wydruku a zyski z jego sprzedaży w różnych formatach posłużyły do finansowania funkcjonowania społeczności skupionej wokół programu POV-Ray. Mark Shuttleworth podsumował swój projekt słowami które dobrze ilustrują zawartość obrazu:

„	Wszyscy ludzie mają marzenia, które wydają się poza zasięgiem. Ale świat jest dziwnym miejscem, a ja wierzę, że ludzie, którzy dążą do swoich marzeń, częściej zmieniają je w rzeczywistość, jeżeli chcą ciężko pracować, wędrując krok po kroku we właściwym kierunku, i jeżeli chcą zaryzykować, kiedy nadarza się okazja.	”
— Mark Shuttleworth, More personal