Point Cloud
ما المقصود بالسحابة النقطية؟
في النمذجة ثلاثية الأبعاد، السحابة النقطية هي مجموعة من نقاط البيانات ضمن نظام إحداثيات ثلاثي الأبعاد، يُعرف عادةً بالمحاور XYZ. تمثل كل نقطة قياسًا مكانيًا واحدًا على سطح الجسم. وتمثل السحابة النقطية، مجتمعةً، كامل السطح الخارجي للجسم. وإذا سُجلت قيمة RGB لكل نقطة، فيمكن أيضًا إضافة معلومات الألوان إلى السحابة النقطية. تُنشأ السحابة النقطية باستخدام ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد أو تقنية ليدار أو برنامج للمسح التصويري. ويمكن تحويلها إلى التنسيقات الشائعة لنماذج الشبكات أو نماذج CAD أو نماذج الأسطح NURBS من خلال عملية تُعرف باسم إعادة بناء السطح.
لماذا تحتاج إليها؟
مع انتقال المزيد والمزيد من عناصر حياتنا اليومية إلى العالم الرقمي، تتيح السحابة النقطية طريقة أسرع لإنشاء نسخة افتراضية دقيقة من جسم موجود. وتكاد تطبيقاتها الممكنة تكون بلا حدود. إليك بعض الأمثلة:
التعليم والترفيه: يمكن مسح موقع حقيقي، مثل قصر بكنغهام أو سور الصين العظيم، وتسجيله على شكل بيانات سحابة نقطية. ويمكن استخدام مزرعة تصيير لإنشاء نموذج رقمي بالغ التفصيل، لاستخدامه في فيلم روائي لإضافة المؤثرات الخاصة، أو لإجراء جولات افتراضية للزوار عبر الإنترنت.
الحفظ والترميم: ليس من الضروري أن تختفي المعالم التاريخية مع مرور الزمن. إذ يمكن استخدام السحابة النقطية لتوثيقها للأجيال القادمة، أو حتى ترميمها بعد وقوع حادث مؤسف. وهذا ما حدث مع كاتدرائية نوتردام في باريس؛ فبعد أن تضررت جراء حريق عام 2019، تمت الاستعانة بسحابة نقطية تضم مليار نقطة بيانات للمساعدة في جهود الترميم.
فحوصات السلامة: من الاستخدامات الأخرى للسحابة النقطية، والتي تزداد شيوعًا، إجراء فحوصات السلامة أثناء تنفيذ مشاريع البناء. ففي مراحل رئيسية من المشروع، يمكن إنشاء سحابة نقطية للتحقق من مدى التزام العاملين في البناء بدقة بالمخططات التي وضعها المهندس المعماري. ويمكن الرجوع إلى هذه السجلات إذا ظهرت مشكلات في المبنى مستقبلًا.
المركبات ذاتية القيادة: تعتمد سيارات المستقبل ذاتية القيادة على مستشعرات لجمع معلومات السحابة النقطية. وسيساعد ذلك في تطوير خوارزميات التعلم الآلي والتعلم العميق، ما سيجعل تقنية أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS) أكثر تطورًا، إلى أن تتحقق الأتمتة الكاملة.
التعليم والترفيه: يمكن مسح موقع حقيقي، مثل قصر بكنغهام أو سور الصين العظيم، وتسجيله على شكل بيانات سحابة نقطية. ويمكن استخدام مزرعة تصيير لإنشاء نموذج رقمي بالغ التفصيل، لاستخدامه في فيلم روائي لإضافة المؤثرات الخاصة، أو لإجراء جولات افتراضية للزوار عبر الإنترنت.
الحفظ والترميم: ليس من الضروري أن تختفي المعالم التاريخية مع مرور الزمن. إذ يمكن استخدام السحابة النقطية لتوثيقها للأجيال القادمة، أو حتى ترميمها بعد وقوع حادث مؤسف. وهذا ما حدث مع كاتدرائية نوتردام في باريس؛ فبعد أن تضررت جراء حريق عام 2019، تمت الاستعانة بسحابة نقطية تضم مليار نقطة بيانات للمساعدة في جهود الترميم.
فحوصات السلامة: من الاستخدامات الأخرى للسحابة النقطية، والتي تزداد شيوعًا، إجراء فحوصات السلامة أثناء تنفيذ مشاريع البناء. ففي مراحل رئيسية من المشروع، يمكن إنشاء سحابة نقطية للتحقق من مدى التزام العاملين في البناء بدقة بالمخططات التي وضعها المهندس المعماري. ويمكن الرجوع إلى هذه السجلات إذا ظهرت مشكلات في المبنى مستقبلًا.
المركبات ذاتية القيادة: تعتمد سيارات المستقبل ذاتية القيادة على مستشعرات لجمع معلومات السحابة النقطية. وسيساعد ذلك في تطوير خوارزميات التعلم الآلي والتعلم العميق، ما سيجعل تقنية أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS) أكثر تطورًا، إلى أن تتحقق الأتمتة الكاملة.
كيف تساعد GIGABYTE؟
كما هو متوقع، قد تتكوّن السحابة النقطية من ملايين نقاط البيانات أو حتى ملياراتها. فعلى سبيل المثال، تتكوّن السحابة النقطية لمعبد إله الحرب الحكومي في تاينان بتايوان، الذي يعود تاريخه إلى ما يقارب 400 عام، من مليار نقطة. ويتطلب التعامل المنتظم مع السحب النقطية واسعة النطاق معالجات قوية وإمكانات متقدمة للحوسبة المتوازية.
وهنا يأتي دور GIGABYTE. تتصدر خوادم GIGABYTE من سلسلة G-Series المزوّدة بوحدات معالجة الرسومات (GPU) القطاع بفضل بعض أعلى كثافات تكوين مسرّعات GPU المتاحة في السوق، ما يسهّل إجراء العمليات الحسابية المعقدة ومعالجة كميات كبيرة من البيانات من خلال الحوسبة المتوازية. وقد اختار المركز الوطني للحوسبة عالية الأداء في تايوان (NCHC) خادم GIGABYTE 1U بـ4 عقد G191-H44 وخادم 4U بـ8 عقد G481-S80 لإنشاء مزرعة عرض قائمة على السحابة، توفر أيضًا خدمات حساب السحب النقطية. ويتميز G481-S80 بإمكانات الحوسبة المتوازية عالية الكثافة، في حين يُعرف G191-H44 بزمن الاستجابة المنخفض، والاتصال الممتاز بالإنترنت، والتوافق مع البنية التحتية لشبكات 5G. وقد خضع كلا الخادمين لاختبارات صارمة لضمان أدائهما واستقرارهما في سيناريوهات الضغط العالي، مثل تسجيل دخول عشرات المستخدمين في الوقت نفسه لمعالجة فيديو عالي الدقة بدقة 4K.
وهنا يأتي دور GIGABYTE. تتصدر خوادم GIGABYTE من سلسلة G-Series المزوّدة بوحدات معالجة الرسومات (GPU) القطاع بفضل بعض أعلى كثافات تكوين مسرّعات GPU المتاحة في السوق، ما يسهّل إجراء العمليات الحسابية المعقدة ومعالجة كميات كبيرة من البيانات من خلال الحوسبة المتوازية. وقد اختار المركز الوطني للحوسبة عالية الأداء في تايوان (NCHC) خادم GIGABYTE 1U بـ4 عقد G191-H44 وخادم 4U بـ8 عقد G481-S80 لإنشاء مزرعة عرض قائمة على السحابة، توفر أيضًا خدمات حساب السحب النقطية. ويتميز G481-S80 بإمكانات الحوسبة المتوازية عالية الكثافة، في حين يُعرف G191-H44 بزمن الاستجابة المنخفض، والاتصال الممتاز بالإنترنت، والتوافق مع البنية التحتية لشبكات 5G. وقد خضع كلا الخادمين لاختبارات صارمة لضمان أدائهما واستقرارهما في سيناريوهات الضغط العالي، مثل تسجيل دخول عشرات المستخدمين في الوقت نفسه لمعالجة فيديو عالي الدقة بدقة 4K.
