Co karty Nvidia obsługują śledzenie Raya?
Co jest śledzeniem Ray?
W aspekcie grafiki komputerowej Ray Tacing to technika renderowania, która symuluje cechy fizyczne światła, które przynoszą realistyczne oświetlenie, cienie i efekty do gier. Naśladuje, w jaki sposób promień światła odbija obiekty z ustalonego punktu, ilustrując odbicie światła z każdej powierzchni. Cały proces z kolei zwiększa jakość obrazu, co daje widzom bardziej wciągające doświadczenie. Technika od dawna była stosowana w filmach 3D i ostatecznie znalazła się w grach komputerowych na wysokim poziomie, zapewniając efekty wizualne o jakości kinowej. Ray Training jest przełomem w świecie gier i jest preferowaną techniką renderowania niż rasteryzacja, która ma ograniczenia w renderowaniu prawdziwych kolorów obiektów.
Śledzenie promieni w GPU Nvidia
Jako wiodący producent kart graficznych, NVIDIA zawsze była odważna w eksperymentowaniu z nowymi sposobami lepszej jakości wizualnych swoich produktów. Począwszy od września 2018 r. Nvidia wypuszcza karty graficzne z funkcjami śledzenia Raya. Architektura Turing Nvidia to pierwszy projekt GPU z dedykowanym sprzętem lub rdzeniami RT, do przetwarzania w czasie rzeczywistym przetwarzania promieniowania promieniowania.
Co to są rdzenie RT?
Śledzenie promieni jest zwykle zarezerwowane dla aplikacji nierealistycznych, ponieważ czas obliczeniowy potrzebny do przetworzenia operacji śledzenia promieni jest znacznie dłuższy niż inne efekty wizualne. Nvidia dokonała przełomu poprzez integrację sprzętu do swoich projektów architektonicznych w wyłącznym celu obliczania promienia Raya w czasie rzeczywistym. Ten dodatkowy sprzęt, znany jako rdzenie RT, został zainaugurowany w kartach graficznych RTX opartych na NVIDIA. To była także pierwsza na świecie karta graficzna konsumpcyjna z obsługą Ray Stacking na poziomie sprzętu
Rdzenia RT oblicza kolory pikseli jako promień światła z jednego punktu do drugiego. Proces staje się bardziej złożony, gdy istnieje wiele źródeł światła. Ponadto kilka procesów związanych z śledzeniem promieni, takich jak odlew promieni, śledzenie ścieżki, BVH (Hierarchia objętościowa) i filtrowanie Denoising, sprawiają, że jest to technika intensywna obliczeniowo. BVH jest najbardziej czasochłonną częścią obliczeń śledzenia promieni, a rdzenia RT przyspieszają przejście BVH do śledzenia promieniowania w czasie rzeczywistym. Oprócz rdzeni RT, w GPU Nvidia jest inny zestaw sprzętu, który odgrywa rolę w zapewnianiu śledzenia promieniowania w czasie rzeczywistym. Rdzenie tensorowe, zaprojektowane do przyspieszenia sztucznej inteligencji, pomaga również w denoisingu w czasie rzeczywistym i przyspieszają casting Ray.
Karty graficzne Nvidia z obsługą śledzenia promieniowania
Karty NVIDIA z rdzeniami RT to duży skok dla światowej sławy producenta kart graficznych. Jest to jednak oparte na sprzęcie i wcześniejsze wydania kart graficznych, nie mają takich funkcji. Ponieważ Ray Tacing ma ogromny urok dla konsumentów, NVIDIA udostępniła również funkcję starszych kart graficznych. Ponieważ starsze architektury nie zawierają rdzeni RT w swoich projektach, Nvidia umożliwiła śledzenie Raya możliwe przez kierowców gotowych do gry.
Karty graficzne NVIDIA z śledzeniem promieni na poziomie sprzętu
Pierwsza generacja RT-Cours została przedstawiona w serii RTX 20 NVIDIA. RTX 2080 był pierwszym z serii RTX 20, która prezentowała architekturę Turinga. Następnie następowało RTX 2080 TI, RTX 2070 i RTX 2060. Titan RTX jest również w składzie.
We wrześniu 2020 r. Nvidia przedstawiła następcę Turinga, Ampere, który zawiera drugą generację rdzeni RT. Ampere torby ogromne ulepszenia w rdzeni RT i stawce rdzeni tensor.7x wyższy niż Turinga, zapewniając znacznie szybsze śledzenie promieniowania i zwiększając jakość obrazu. Podobnie, amper ma ponad dwukrotnie większą szybkość rdzeni tensora Turinga z 238 tensor. Ampere jest rdzeniem drugiej generacji GPU RTX; Seria RTX 30 zawiera Titan klasy RTX 3090, RTX 3080, RTX 3070 i ostatnio wydany RTX 3060.
Karty graficzne NVIDIA z śledzeniem promieni na poziomie oprogramowania
Nvidia dokonał kolejnego przełomu, włączając śledzenie promieni w wybranych kartach graficznych bez dedykowanych rdzeni RT. To dobra wiadomość dla graczy korzystających z starszych modeli, którzy nie rozważają jeszcze aktualizacji kart graficznych, ale chcą doświadczyć wizualnych korzyści z techniki śledzenia promieniowania. Geforce GTX 1060 6 GB i wyższe karty graficzne mogą teraz cieszyć się możliwościami śledzenia promieniowania poprzez RayTraining DirectX (DXR). Poniżej znajduje się lista kart NVIDIA, które są możliwe do śledzenia promieniowania za pośrednictwem DXR:
- Geforce GTX 1660 TI
- Geforce GTX 1660
- Nvidia Titan XP (2017)
- Nvidia Titan X (2016)
- Geforce GTX 1080 TI
- Geforce GTX 1080
- Geforce GTX 1070 TI
- Geforce GTX 1070
- Geforce GTX 1060 6 GB
Ze względu na brak dedykowanego sprzętu do śledzenia promieni, karty GTX mogą oferować tylko podstawowe efekty śledzenia promieniowania. Rdzenie shaderów obsługują obliczenia śledzenia promieni, a to dodatkowe obciążenie pracą dla rdzeni shaderowych wpłynie na wydajność GPU. Niemniej jednak, dzięki możliwościom śledzenia promieni, gracze mogą doświadczyć bardziej atrakcyjnego doświadczenia wizualnego.
Przyszłość śledzenia Raya w Nvidia
Wydajność ampere jest już więcej niż zadowalająca po podwojeniu wskaźników przetwarzania Turinga. Jednak chociaż wciąż jest świeżo z piekarnika, istnieją już plotki o jego następcy, Lovelace. Możemy oczekiwać nowych osiągnięć w obliczeniach śledzenia promieni w tej nowej architekturze GPU. Podobnie, nowa generacja kart graficznych RTX jest już oczekiwana w pracach. Przyszłość śledzenia Raya wygląda jasno, ponieważ Nvidia nadal rozwija architektury GPU, które zaspokoiłyby głód konsumenta z lepszego wrażenia gier.