Phenquestions
Що таке відстеження променів?
Що стосується комп'ютерної графіки, Ray Tracing - це техніка візуалізації, яка імітує фізичні характеристики світла, що привносить в ігри реалістичне освітлення, тіні та ефекти. Він імітує, як промінь світла відбивається від предметів від заданої точки, ілюструючи відбиття світла від кожної поверхні. Весь процес, у свою чергу, покращує якість зображення, надаючи глядачам більш захоплюючий досвід. Ця техніка давно застосовується у тривимірних фільмах і врешті-решт знайшла свій шлях у комп'ютерних іграх високого рівня, що забезпечують візуальні ефекти кінематографічної якості. Ray Tracing змінив ігри в ігровому світі і є кращим методом візуалізації, ніж растеризація, який має обмеження в отриманні справжніх кольорів об'єктів.
Трасування променів у графічних процесорах Nvidia
Як провідний виробник відеокарт, Nvidia завжди сміливо експериментувала з новими способами покращення візуальної якості своєї продукції. Починаючи з вересня 2018 року, Nvidia випускає відеокарти з функціями трасування Ray. Архітектура Turing від Nvidia - це перший дизайн графічного процесора із виділеним обладнанням або ядрами RT для обробки трасування в реальному часі.
Що таке ядра RT?
Трасування променів зазвичай зарезервовано для додатків, що не працюють у реальному часі, оскільки обчислювальний час, необхідний для обробки операції трасування променів, набагато довший за інші візуальні ефекти. Nvidia здійснила прорив, інтегрувавши апаратне забезпечення в свої архітектурні проекти з єдиною метою обчислення трасування променів у реальному часі. Це додане апаратне забезпечення, відоме як RT Cores, було відкрито на відеокартах RTX на базі Тьюрінга від Nvidia. Це також була перша у світі споживча відеокарта з підтримкою трасування променів на апаратному рівні
RT-ядра обчислює кольори пікселів, коли промінь світла рухається від однієї точки до іншої. Процес ускладнюється, коли існує безліч джерел світла. Більше того, кілька процесів, що беруть участь у трасуванні променів, такі як відливання променів, трасування шляху, BVH (обмежуюча ієрархія обсягу) та фільтрування шуму, роблять його обчислювально інтенсивною технікою. BVH - це найбільш трудомістка частина розрахунків трасування променів, а RT-Cores прискорюють обхід BVH для трасування променів у реальному часі. Окрім RT-Cores, в графічних процесорах Nvidia є ще один набір апаратних засобів, які відіграють певну роль у забезпеченні трасування променів у реальному часі. Ядра Tensor, розроблені для прискорення штучного інтелекту, також допомагають зменшити шум у реальному часі та пришвидшити відливання променів.
Відеокарти Nvidia з підтримкою відстеження променів
Карти Nvidia з RT Cores - це великий стрибок для всесвітньо відомого виробника відеокарт. Однак це апаратно, і попередні випуски графічних карт не мають таких функцій. Оскільки трасування променів надзвичайно приваблює споживачів, Nvidia також зробила цю функцію доступною для старих відеокарт. Оскільки старі архітектури не включають RT Cores у свої конструкції, Nvidia зробила трасування променів можливим завдяки готовим до гри драйверам.
Відеокарти Nvidia з апаратним трасуванням променів
Перше покоління RT-ядер було представлено в серії RTX 20 від Nvidia. RTX 2080 був першим у серії RTX 20, який продемонстрував архітектуру Тьюрінга. Потім послідували RTX 2080 Ti, RTX 2070 і RTX 2060. Titan RTX також у складі.
У вересні 2020 року Nvidia представила наступника Тьюрінга, Ампер, який має друге покоління RT-ядер. Ампер має величезні оновлення в RT-Cores і Tensor Cores, що підвищує швидкість RT-Core до 58 RT-TFLOPS, 1.У 7 разів вищий, ніж у Тьюрінга, забезпечуючи набагато швидший візуалізацію трасування променів і покращуючи якість зображення. Аналогічним чином, Ампер має більш ніж подвоєний коефіцієнт Тензорних ядер Тьюрінга з 238 Тензор-TFLOPS. Ampere лежить в основі графічного процесора другого покоління RTX; серія RTX 30 включає в себе RTX 3090, RTX 3080, RTX 3070 та RTX 3060 класу Titan.
Відеокарти Nvidia з програмним трасуванням променів
Nvidia зробила ще один прорив, включивши трасування променів у вибраних відеокартах без виділених ядер RT. Це хороша новина для геймерів, які використовують старі моделі, які ще не розглядають можливості оновлення відеокарт, але хочуть відчути візуальні переваги техніки трасування променів. Відеокарти GeForce GTX 1060 6 ГБ і вище можуть тепер насолоджуватися можливостями трасування променів завдяки DirectX Raytracing (DXR). Нижче наведено перелік карток Nvidia, які мають можливість відстеження променів через 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 6GB
Через відсутність спеціального обладнання для трасування променів, карти GTX можуть пропонувати лише основні ефекти трасування променів. Шейдерні ядра обробляють обчислення трасування променів, і це додаткове навантаження для шейдерних ядер вплине на продуктивність графічного процесора. Тим не менше, завдяки можливостям трасування променів, геймери можуть отримати більш привабливий візуальний досвід.
Майбутнє відстеження променів у Nvidia
Продуктивність Ампера вже більш ніж задовільна після подвоєння швидкостей обробки Тьюрінга. Однак, незважаючи на те, що він все ще свіжий з печі, про його наступника Ловеласа вже ходять чутки. Ми можемо очікувати нових розробок в обчисленнях трасування променів у цій новій архітектурі графічного процесора. Аналогічно, нове покоління графічних карт RTX вже очікується. Майбутнє трасування променів виглядає яскравим, оскільки Nvidia продовжує розробляти архітектури графічних процесорів, які задовольнять голод споживача щодо кращого ігрового досвіду.
