Nvidijina RTX GPU serija Kako praćenje Raya u stvarnom vremenu mijenja igre

Ranije ove godine, Nvidia je predstavila novu liniju jedinica za grafičku obradu (GPU) pod novim imenom: RTX. Ovo je nadogradnja iz starijih GTX serija GPU-a, ali marke nisu jedine promjene.

Nvidia je ovim GPU-ima opremila mogućnost izvođenja u stvarnom vremenu traženje zračenja. Ali što je traženje zračenja i zašto je to tako važno?

Što se dogodilo prije Raya Tracinga?

Riječ “vraćanje” koristi se dosta pri raspravljanju o grafičkim karticama ili igrama. Proces prikazivanja uključuje pretvaranje trodimenzionalnog objekta u dvodimenzionalnu sliku koja će se na vašem zaslonu činiti realnom. Igre su interaktivne i prikazuju predmete dok kretanje igrača mijenja perspektivu na ekranu.

To znači da je potreban način da grafika izgleda realno. Programeri su to postigli pomoću prikazivanja u stvarnom vremenu, ali desetljećima se koristi ista tehnologija: rasterizaciju.

Rasterizacija je tehnologija koja se u osnovi oslanja na trokut. 3D predmete vidi kao veliku zbirku poligona načinjenih od trokuta. On prikuplja razne vrste podataka, poput položaja, boje, teksture i slično, iz tri točke AKA vrhova trokuta.

Nisu potrebni svi ovi podaci pa ih zatim pročišćava. Zaslon postavlja kao referentni okvir i on tada određuje kako prikazati piksele. Kad to učinite, nakratko se obrađuje i slika će se pojaviti na vašem zaslonu. To je puno posla, ali GPU-i (kako reći GPU, CPU i APU osim u čemu je razlika između APU-a, CPU-a i GPU-a? Koja je razlika između APU-a, CPU-a i GPU-a? "U posljednjih pet ili više godina pojavilo se više različitih izraza koji opisuju računalni hardver. Neki od tih pojmova uključuju, ali nisu ograničeni na APU, CPU i GPU. Ali ...) imaju dovoljno snage za dobivanje to je učinilo u djeliću sekunde i osvježilo ga nekoliko puta u sekundi da bi se gibanje činilo vrlo glatkim.

Ray Tracing vs. Rasterization

U stvarnom svijetu možete vidjeti stvari kao rezultat udaranja svjetlosti. Rasvjeta u stvarnom svijetu vrlo je složena, a svaka zraka svjetla se odbija i refraktira više puta prije nego što dopre do naših očiju, čineći nas da vidimo velike količine detalja. Ponovno ponavljanje ovo je vrlo težak posao, ali s traženjem zraka, tehnologija je sada bliža nego ikad.

Kreditna slika: Intel

Kao što i samo ime sugerira, traženje zraka oslanja se na pronalaženje svake pojedine zrake koja pogodi svjetlost u virtualnom trodimenzionalnom prizoru. Traženje zračenja pratit će put svjetlosnih zraka od izvora svjetlosti, do objekata i svakog odraza i refrakcije kroz koju prolaze, prije nego što konačno dođu do zaslona.

Ako postoji više izvora svjetlosti, praćenje zraka uzet će se u obzir za sve njih. Umjesto da se svaki piksel tretira kao točka na mrežici poligona, kao što to čini rasterizacija, traženje zračenja tretira svaki piksel kao zraku svjetlosti, što je usporedivo s načinom na koji ljudsko oko zapravo vidi stvari.

Zašto je sada Ray Tracing iznenada relevantan?

Industrija filmova i animacija već koristi tehnologiju praćenja zračenja za prikazivanje scena kako bi oni izgledali što realističnije. Imajte na umu da ovo ne zahtijeva praćenje zračenja u stvarnom vremenu; Vaš bi trenutni GPU također mogao podnijeti traženje zraka.

Međutim, ovisno o tome koliko je težak prizor koji želite prikazati, moglo bi proći nekoliko dana da biste dobili samo nekoliko sekundi trodimenzionalne slike. U igrama GPU-i moraju prikazivati ​​scene u pokretu. Osnovni zahtjev za to je hardver koji to može u stvarnom vremenu.

Naravno, traženje zraka traži mnogo više obrade nego što treba rasterizacija, pa je to zadatak GPU-a intenzivan. Korištenje praćenja zračenjem za svaki dio virtualne scene idealan je način za postizanje najrealnije slike. Međutim, često se koristi samo za odabrane dijelove scene. GPU obrađuje ostatak scene rasterizacijom.

Ovo nas dovodi do Nvidijinog pristupa s njegovom najnovijom serijom GPU-a, posebno s onim što rade s RTX-om.

Kako djeluje Nvidijin RTX GPU?

Najnovija generacija GPU-ovih Nvidia, nazvana i Turing, očito je poboljšanje na papiru. Nvidia to proizvodi novim, manjim postupkom od 12 nano metra. Oni također tvrde da su 50% snažniji i 10 puta brži od prethodne generacije. Međutim, ovi brojevi ne znače puno.

Važno je kako je Nvidia promijenila osnovnu strukturu GPU-a.

Kreditna slika: Nvidia

Ovi novi GPU-ovi nose uobičajene CUDA jezgre koje je Nvidia koristila u prethodnim generacijama. Osim toga, dolaze i s posvećenim “tenzor” jezgre za strojno učenje i “RT” jezgre za, pa, pogodili ste, traženje zračenja. Ukratko, Nvidia je te GPU-ove zasnovala na novoj pametnijoj arhitekturi i ima hardver koji je posebno posvećen traženju zraka, što je prvo.

Sve se to koristi u kombinaciji da se ubrza praćenje zraka i natjera ga da radi u stvarnom vremenu.

Kako bi učinkovito iskoristili ovaj novi hardver, Nvidia ima hrpu softvera koji je uz njega. Nvidia OptiX je ona koja pomaže u najboljem broju hardverskih mogućnosti praćenja zraka. Također ima i “Ano ubrzani denoiser”. Sada, kao što znate, traženje zračenja ovisi o korištenju svjetla za određivanje izgleda virtualne slike.

Zbog toga će na područjima koja imaju malo ili nimalo svjetla buka buke. Denoiser pomaže riješiti toga. Nvidia također radi na dodavanju podrške za traženje zračenja na API Vulkan. Što su Vulkan biblioteke pokretanja u sustavu Windows? Koje su biblioteke Vulkan Run Time u sustavu Windows? Gledajući biblioteke Vulkan Run Time na vašem računalu i pitate se kakav su to svijet? Evo svega što trebate znati o Vulkanu. .

Ni Nvidia nije sama u tome. Možda znate za Microsoftov DirectX, preduvjet za pokretanje mnogih igara na Windows-u (kako instalirati i nadograditi DirectX Kako preuzeti, instalirati i ažurirati DirectX na računalu. Kako preuzeti, instalirati i ažurirati DirectX na računalu. Pitate se zašto DirectX nalazi se na vašem sustavu Windows 10 ili kako ga ažurirati? Objasnit ćemo vam što morate znati.). Microsoft je najavio proširenje na njegovu najnoviju verziju, sada nazvanu DirectX Ray Tracing (DXR). Ovaj cilj je pomoći u pružanju softverske podrške za programere da prilagode svoju igru ​​kako bi u potpunosti iskoristili Nvidijin RTX.

RTX će koristiti nove hardverske mogućnosti napajanja i praćenja zračenja, zajedno sa starom pouzdanom rasterizacijom i drugim povezanim procesima, za pružanje igračkih doživljaja koji će izgledati realnije nego ikad.

Traži li Ray odgovor na graficu sljedećeg gena?

Pa, ne baš. Ray traženje nije se prije koristilo u svakodnevnom scenariju za potrošače. Zbog toga će trebati neko vrijeme da potrošačka industrija prilagodi ovu tehnologiju. Programeri su već započeli s integriranjem ove tehnologije u svoje igre. Međutim, u trenutku pisanja utakmica to podržava samo nekoliko igara.

Dakle, u slučaju da razmišljate o nadogradnji svog GPU-a, pričekajte neko vrijeme da vidite kako tehnologija napreduje možda bi bila bolja opcija. U svakom slučaju, traženje zračenja vjerojatno će biti budućnost igranja. Može proći kroz RTX ili kroz neku drugu sličnu tehnologiju objavljenu negdje u budućnosti.

Samo će vrijeme pokazati. U međuvremenu, pogledajte ovaj sjajni rasplet razlika između televizora, monitora za igre i Nvidijinog BFGD-a prikazuje Nvidia BFGD vs. Gaming Monitor vs. TV: Objašnjene razlike Nvidia BFGD vs. Gaming Monitor vs. TV: Razlika objasnjena Igrački zaslon velikog formata (BFGD). Je li ova nova vrsta televizora zapravo inovacija ili samo neki marketinški trik? .