Серия графических процессоров Nvidias RTX: как трассировка лучей в реальном времени меняет игру

Ранее в этом году Nvidia представила свою новую линейку графических процессоров (GPU) под новым названием: RTX. Это обновление более ранних графических процессоров серии GTX, но брендинг — не единственное изменение.

Теперь Nvidia оснастила эти графические процессоры возможностью выполнять операции в режиме реального времени. трассировка лучей. Но что такое трассировка лучей и почему это так важно?

Что было до Рэй Трассинг?

Слово «рендеринг» довольно часто используется при обсуждении видеокарт или игр. Процесс рендеринга включает в себя преобразование трехмерного объекта в двухмерное изображение, которое будет казаться реалистичным на вашем экране. Игры являются интерактивными, и они визуализируют объекты, когда движение игрока меняет перспективу на экране.

Это означает, что необходимо обеспечить реалистичную графику. Разработчики достигли этого, используя рендеринг в реальном времени, но в течение десятилетий он использовал ту же технологию: растеризации.

Растеризация — это технология, в основе которой лежат треугольники. Он видит трехмерные объекты как большую коллекцию многоугольников, сделанных из треугольников. Он собирает различные данные, такие как положение, цвет, текстура и т. Д., Из трех точек AKA вершин треугольников.

Не все эти данные необходимы, поэтому он уточняет данные. Он устанавливает экран как систему координат, а затем определяет, как отображать пиксели. После того, как это сделано, происходит небольшая обработка, и изображение появляется на вашем экране. Это большая работа, но GPU (как отличить GPU, CPU и APU

) достаточно энергии, чтобы сделать это в течение доли секунды, и обновить его несколько раз в течение секунды, чтобы движение выглядело очень плавным.

Трассировка лучей против растеризации

В реальном мире вы можете видеть вещи в результате попадания на них света. Освещение в реальном мире очень сложно, каждый луч света отражается и преломляется несколько раз, прежде чем он достигает наших глаз, заставляя нас видеть большое количество деталей. Воспроизвести это очень трудная работа, но с трассировкой лучей технология стала ближе, чем когда-либо.

Сравнение лучевой трассировки и растеризации с использованием чайных чашекИзображение предоставлено Intel

Как следует из названия, трассировка лучей основана на отслеживании каждого луча света, падающего на объекты в виртуальной трехмерной сцене. Трассировка лучей будет следовать пути световых лучей от источника света к объектам и каждому отражению и преломлению, через которые они проходят, прежде чем, наконец, достигнет экрана.

Если есть несколько источников света, трассировка лучей будет учитывать все из них. Вместо того, чтобы рассматривать каждый пиксель как точку на сетке полигонов, как это делает растеризация, трассировка лучей обрабатывает каждый пиксель как луч света, который сравним с тем, как человеческий глаз на самом деле видит вещи.

Почему Рэй Трассинг вдруг имеет значение сейчас?

Индустрия кино и анимации уже использует технологию трассировки лучей для рендеринга сцен, чтобы они выглядели максимально реалистично. Обратите внимание, что это не требует трассировки лучей в реальном времени; Ваш текущий графический процессор, вероятно, также может обрабатывать трассировку лучей.

Однако, в зависимости от того, насколько тяжелой является сцена, которую вы пытаетесь визуализировать, на рендеринг всего нескольких секунд трехмерных изображений может уйти несколько дней. В играх графические процессоры должны воспроизводить сцены на ходу. Основным требованием для этого является оборудование, способное сделать это в режиме реального времени.

Конечно, трассировка лучей требует гораздо больше обработки, чем растеризация, и, следовательно, требует много ресурсов графического процессора. Использование трассировки лучей для каждой части виртуальной сцены — это идеальный способ получить максимально реалистичное изображение. Тем не менее, он часто используется только для отдельных частей сцены. Графический процессор обрабатывает остальную часть сцены посредством растеризации.

Это подводит нас к подходу Nvidia с его последней серией графических процессоров и, в частности, к тому, что они делают с RTX.

Как работает Nvidia RTX GPU?

Последнее поколение графических процессоров Nvidia, также называемое Turing, является очевидным улучшением на бумаге. Nvidia производит их с новым, меньшим 12 нанометром. Они также утверждают, что они на 50% мощнее и в 10 раз быстрее предыдущего поколения. Однако эти цифры мало что значат.

Важно то, как Nvidia изменила базовую структуру GPU.

Сравнение архитектур Nvidia Pascal и TuringИмиджевый кредит: Nvidia

Эти новые графические процессоры содержат обычные ядра CUDA, которые Nvidia использовала в предыдущих поколениях. Кроме того, они также поставляются с выделенными ядрами Tensor для машинного обучения и ядрами RT для, как вы уже догадались, трассировки лучей. Подводя итог, можно сказать, что Nvidia основала эти графические процессоры на новой более умной архитектуре и имеет аппаратное обеспечение, специально предназначенное для трассировки лучей, которое является первым.

Все это используется в комбинации, чтобы ускорить трассировку лучей и заставить работать в режиме реального времени.

Для эффективного использования этого нового оборудования у Nvidia есть куча программного обеспечения. Nvidia OptiX помогает максимально эффективно использовать возможности трассировки лучей. Он также имеет «AI-ускоренный шумоподавитель». Теперь, как вы знаете, трассировка лучей основана на использовании света для определения того, как выглядит виртуальное изображение.

Из-за этого в местах, где мало света или нет света, обязательно должен быть шум. Denoiser помогает избавиться от этого. Nvidia также работает над добавлением поддержки трассировки лучей в Vulkan API

,

Nvidia в этом не одинока. Возможно, вы знаете о Microsoft DirectX, которая является обязательным условием для запуска многих игр в Windows (как установить и обновить DirectX).

). Microsoft анонсировала расширение до последней его версии под названием DirectX Ray Tracing (DXR). Это призвано помочь разработчикам программного обеспечения адаптировать свою игру, чтобы в полной мере использовать RTX от Nvidia.

RTX будет использовать новое аппаратное питание и возможности трассировки лучей наряду со старой надежной растеризацией и другими связанными процессами, чтобы обеспечить игровой процесс, который будет выглядеть более реалистичным, чем когда-либо.

Рэй прослеживает ответ на графику следующего поколения?

Ну, не совсем. Трассировка лучей ранее не использовалась в повседневном потребительском сценарии. Вот почему потребителю потребуется некоторое время, чтобы адаптировать эту технологию. Разработчики уже начали интегрировать эту технологию в свои игры. Тем не менее, только несколько игр поддерживают его на момент написания.

Так что, если вы думали об обновлении вашего GPU, подождите некоторое время, чтобы увидеть, как технология прогрессирует, может быть лучшим вариантом. В любом случае, трассировка лучей, вероятно, станет будущим игр. Это может закончиться через RTX или через какую-то другую эквивалентную технологию, выпущенную когда-нибудь в будущем.

Время покажет. А пока, посмотрите на эту изящную разбивку различий между телевизорами, игровыми мониторами и BFGD-дисплеями Nvidia.

,

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector