Série RTU GPU od Nvidia: Jak sledování paprsků v reálném čase mění hraní her

reklama

Začátkem tohoto roku společnost Nvidia představila novou řadu grafických procesorů (GPU) pod novým názvem: RTX. Jedná se o upgrade z dřívějších řad GPU GTX, ale značka není jedinou změnou.

Nvidia nyní vybavila tyto GPU schopností provádět v reálném čase sledování paprsků. Co je to sledování paprsků a proč je tak důležité?

Co přišel před Ray Tracing?

Slovo „vykreslování“ se používá poměrně často při diskusích o grafických kartách nebo hraní her. Proces vykreslování zahrnuje převedení trojrozměrného objektu na dvourozměrný obrázek, který se na obrazovce objeví realisticky. Hry jsou interaktivní a vykreslují objekty, když pohyb hráče mění perspektivu na obrazovce.

To znamená, že je nutné mít způsob, jak zajistit, aby grafika vypadala realisticky. Vývojáři toho dosáhli pomocí vykreslování v reálném čase, ale po celá desetiletí používá stejnou technologii: rasterizace.

Rasterizace je technologie, která se v jádru spoléhá na trojúhelníky. 3D objekty vidí jako velkou sbírku polygonů vyrobených z trojúhelníků. Shromažďuje různé druhy dat, jako je poloha, barva, textura a podobně, ze tří bodů AKA vrcholů trojúhelníků.

Ne všechna tato data jsou potřebná, takže je pak zpřesní. Nastaví obrazovku jako referenční rámec a poté určí, jak zobrazit pixely. Jakmile to provedete, dojde ke zpracování a obrázek se zobrazí na obrazovce. Je to hodně práce, ale GPU (jak rozeznat GPU, CPU a APU odděleně Jaký je rozdíl mezi APU, CPU a GPU?Během posledních pěti nebo více let se kolem počítačového hardwaru objevilo mnoho různých pojmů. Některé z těchto podmínek zahrnují, ale nejsou omezeny na APU, CPU a GPU. Ale... Přečtěte si více ) mít dostatek energie k tomu, aby to bylo provedeno během zlomku vteřiny, a během několika sekund jej obnovte několikrát, aby byl pohyb velmi plynulý.

Ray Tracing vs. Rasterizace

Ve skutečném světě jste schopni vidět věci v důsledku světla, které je zasáhlo. Osvětlení skutečného světa je velmi složité, přičemž každý paprsek světla se několikrát odráží a lámá, než se dostane na naše oči, což nám umožňuje vidět velké množství detailů. Replikace tohoto problému je velmi náročná, ale díky sledování paprsků je nyní technologie blíže než kdy jindy.

Jak již název napovídá, sledování paprsků závisí na sledování každého jednotlivého paprsku objektů dopadajících na světlo ve virtuální trojrozměrné scéně. Sledování paprsků bude následovat cestu paprsků světla od zdroje světla k objektům a každý odraz a lom, kterým projdou, než se konečně dostane na obrazovku.

Pokud existuje více zdrojů světla, bude sledování paprsků zahrnovat všechny z nich. Místo toho, aby se s každým pixelem zacházelo jako s bodem na síti polygonů, jako je tomu u rasterizace, paprsek sledování sleduje každý pixel jako paprsek světla, což je srovnatelné s tím, jak lidské oko skutečně vidí věci.

Proč je Ray Tracing najednou relevantní?

Filmový a animační průmysl již používá technologii trasování paprsků pro vykreslování scén, aby vypadaly co nejrealističtěji. Všimněte si, že to nevyžaduje trasování paprsků v reálném čase; váš aktuální GPU by pravděpodobně také zvládl trasování paprsků.

V závislosti na tom, jak těžká je scéna, kterou se pokoušíte vykreslit, však může trvat několik dní, než se vykreslí jen několik sekund trojrozměrných snímků. Při hraní her musí GPU vykreslovat scény na cestách. Primárním požadavkem je hardware, který to dokáže v reálném čase.

Sledování paprsků samozřejmě vyžaduje mnohem více zpracování než potřeby rasterizace, a je tedy úkolem náročným na GPU. Použití trasování paprsků pro každou část virtuální scény je ideálním způsobem, jak získat nejrealističtější obraz. Často se však používá pouze pro vybrané části scény. GPU zpracovává zbytek scény prostřednictvím rasterizace.

To nás přivádí k přístupu společnosti Nvidia pomocí nejnovější řady GPU a konkrétně toho, co dělají s RTX.

Jak funguje GPU Nvidia RTX?

Nejnovější verze GPU společnosti Nvidia, nazývaná také Turing, je na papíře zřejmým zlepšením. Nvidia je vyrábí s novým, menším 12 nanometrovým procesem. Tvrdí také, že jsou o 50% výkonnější a 10krát rychlejší než předchozí generace. Tato čísla však moc neznamenají.

Důležité je, jak Nvidia změnila základní strukturu GPU.

Tyto nové GPU nesou obvyklá jádra CUDA, která Nvidia používá pro předchozí generace. Kromě toho také přicházejí s vyhrazenými „tenzorovými“ jádry pro strojové učení a „RT“ jádry pro, dobře, uhodli jste to, sledování paprsků. Abych to shrnul, Nvidia založila tyto GPU na nové architektuře, která je chytřejší a má hardware specificky zaměřený na trasování paprsků, což je první.

To vše se používá v kombinaci k urychlení trasování paprsků a jeho uvedení do provozu v reálném čase.

Aby bylo možné tento nový hardware efektivně využívat, má Nvidia k dispozici spoustu softwaru. Nvidia OptiX je ta, která pomáhá vytěžit maximum z možností sledování paprsku hardwaru. Má také „AI-accelerated denoiser“. Jak víte, sledování paprsků závisí na tom, jak vypadá virtuální obraz, pomocí světla.

Z tohoto důvodu je v oblastech, které mají málo nebo žádné světlo, nutný nějaký hluk. Denoiser se toho zbaví. Nvidia také pracuje na přidávání podpory pro sledování paprsků na internet Vulkan API Co jsou knihovny Vulkan Run Time Library ve Windows?Zobrazování knihoven Vulkan Run Time Library ve vašem PC a přemýšlení nad tím, co jsou na světě? Tady je vše, co potřebujete vědět o Vulkanovi. Přečtěte si více .

Nvidia v tom není ani sama. Možná víte o DirectX společnosti Microsoft, což je předpoklad pro spuštění mnoha her na Windows (jak nainstalovat a upgradovat DirectX Jak stahovat, instalovat a aktualizovat DirectX na vašem PCZajímá vás, proč je DirectX ve vašem systému Windows 10 nebo jak jej aktualizovat? Vysvětlíme, co potřebujete vědět. Přečtěte si více ). Společnost Microsoft oznámila rozšíření své nejnovější verze, nazvané DirectX Ray Tracing (DXR). To má za cíl pomoci vývojářům v softwarové podpoře přizpůsobit jejich hru tak, aby co nejlépe využili RTX společnosti Nvidia.

RTX bude využívat nové schopnosti hardwaru a sledování paprsků spolu se starými spolehlivými rasterizace a další související procesy, aby herní zážitek vypadal realističtěji než kdy jindy.

Sleduje Ray odpověď na grafiku další generace?

No, ne docela. Sledování paprsků nebylo dosud používáno v každodenním spotřebitelském scénáři. Proto bude nějakou dobu trvat, než se spotřebitelský průmysl přizpůsobí této technologii. Vývojáři již začali tuto technologii integrovat do svých her. V době psaní je však podporována pouze hrstkou her.

Takže v případě, že jste na to mysleli upgradujete GPU, chvíli vyčkejte, než bude tato technologie lepší alternativou. V každém případě bude sledování paprsků pravděpodobně budoucností hraní. Může to skončit prostřednictvím RTX nebo pomocí jiné ekvivalentní technologie vydané někdy v budoucnosti.

Pouze čas ukáže. Mezitím se podívejte na tento šikovný rozpis rozdíly mezi televizory, herními monitory a displeji BFGD společnosti Nvidia Nvidia BFGD vs. Herní monitor vs. TV: Vysvětlení rozdílůNvidia ohlásila herní displej Big Format Gaming Display (BFGD). Je tento nový typ televize skutečně inovací nebo jen marketingovým trikem? Přečtěte si více .