Nvidias RTX GPU-serie: Hvordan realtidsstrålesporing endrer spill

Annonse

Tidligere i år avduket Nvidia sin nye linje Graphics Processing Units (GPUs), under det nye navnet: RTX. Dette er en oppgradering fra den tidligere GTX-serien med GPU-er, men merkevarebyggingen er ikke den eneste endringen.

Nvidia har nå utstyrt disse GPU-ene med muligheten til å utføre sanntid strålesporing. Men hva er strålesporing og hvorfor er det så viktig?

Hva kom før Ray Tracing?

Ordet “rendering” brukes ganske mye når man diskuterer grafikkort eller spill. Gjengivelsesprosessen innebærer å konvertere et tredimensjonalt objekt til et todimensjonalt bilde som vil virke realistisk på skjermen din. Spill er interaktive, og de gjengir objekter når en spilleres bevegelse endrer perspektivet på skjermen.

Dette betyr at det er nødvendig å ha en måte å sikre at grafikken ser realistisk ut. Utviklere har oppnådd dette ved hjelp av sanntids rendering, men i flere tiår har den brukt den samme teknologien: rastrering.

Rasterisering er en teknologi som kjernen er avhengig av trekanter. Den ser på 3D-objekter som en stor samling polygoner laget av trekanter. Den samler forskjellige typer data, som posisjon, farge, tekstur og slikt, fra de tre punktene AKA-hjørnene i trekantene.

Ikke alle disse dataene er nødvendige, så de foredler deretter dataene. Den setter skjermen som referanseramme, og den bestemmer deretter hvordan pikslene skal vises. Når dette er gjort, er det litt behandling, og bildet vises på skjermen. Det er mye arbeid, men GPU-ene (hvordan du skiller en GPU, CPU og APU fra hverandre Hva er forskjellen mellom en APU, en CPU og en GPU?I løpet av de siste fem eller flere årene har det vært en rekke forskjellige begrep som kretset rundt for å beskrive maskinvare. Noen av disse vilkårene inkluderer, men er ikke begrenset til, APU, CPU og GPU. Men... Les mer ) har nok kraft til å få det til i løpet av et brøkdel av et sekund, og frisk det opp flere ganger i løpet av et sekund for å gjøre bevegelsen veldig jevn.

Ray Tracing vs. rastrering

I den virkelige verden er du i stand til å se ting som et resultat av at lyset treffer dem. Ekte verdensbelysning er veldig kompleks, med hver lysstråle som reflekterer og bryter flere ganger før den når øynene våre, noe som får oss til å se den høye mengden detaljer. Replikering av dette er en veldig vanskelig jobb, men med strålesporing er teknologien nå nærmere enn noen gang.

Som navnet selv antyder, er strålesporing avhengig av å spore hver eneste lysstråle som treffer objekter i en virtuell tredimensjonal scene. Strålsporing vil følge banen til lysstråler fra lyskilden, til gjenstandene, og hver refleksjon og brytning de går gjennom, før de endelig når skjermen.

Hvis det er flere lyskilder, vil strålesporing gjøre rede for dem alle. I stedet for å behandle hver piksel som et punkt på et nett av polygoner, som rasterisering, stråler sporing behandler hver piksel som en lysstråle, som kan sammenlignes med hvordan det menneskelige øyet faktisk ser tingene.

Hvorfor er Ray-sporing plutselig relevant nå?

Film- og animasjonsindustrien bruker allerede strålesporingsteknologi for å gjengi scener for å få dem til å se så realistiske ut som mulig. Vær oppmerksom på at dette ikke krever strålesporing i sanntid; din nåværende GPU kan sannsynligvis også håndtere strålesporing.

Avhengig av hvor tung scenen du prøver å gjengi, kan det imidlertid ta flere dager å gjengi bare noen få sekunder med tredimensjonalt bilde. I spill må GPU-er gjengi scenene mens du er på farten. Det viktigste kravet til dette er maskinvare som er i stand til å gjøre det i sanntid.

Strålesporing krever selvfølgelig mye mer behandling enn rasteriseringsbehov, og er dermed en GPU-intensiv oppgave. Å bruke strålesporing for alle deler av en virtuell scene er den ideelle måten å få et mest mulig realistisk bilde på. Imidlertid brukes det ofte bare for utvalgte deler av en scene. GPU behandler resten av scenen gjennom rasterisering.

Dette bringer oss til Nvidias tilnærming med den nyeste serien med GPU-er, og spesifikt hva de gjør med RTX.

Hvordan fungerer Nvidias RTX GPU?

Nvidias siste generasjon GPUer, også kalt Turing, er en åpenbar forbedring på papiret. Nvidia produserer disse med en ny, mindre 12 nano-meter prosess. De hevder også å være 50% kraftigere, og 10 ganger så raskt som forrige generasjon. Disse tallene betyr imidlertid ikke så mye.

Det som er viktig er hvordan Nvidia har endret grunnstrukturen i GPU.

Disse nye GPU-ene har de vanlige CUDA-kjernene som Nvidia har brukt i de foregående generasjoner. I tillegg kommer de også med dedikerte “Tensor” -kjerner, for maskinlæring og “RT” -kjerner for, vel, du gjettet det, strålesporing. For å oppsummere det, har Nvidia basert disse GPU-ene på en ny arkitektur som er smartere, og har maskinvare spesielt dedikert til strålesporing, som er en første.

Alt dette brukes i kombinasjon for å fremskynde strålesporing og få det til å fungere i sanntid.

For å gjøre bruk av denne nye maskinvaren effektivt, har Nvidia en haug med programvare å gå sammen med den. Nvidia OptiX er en som hjelper deg med å gjøre det beste ut av maskinvarens strålesporingsmuligheter. Den har også en "AI-akselerert denoiser". Nå som kjent, er strålesporing avhengig av å bruke lys for å bestemme hvordan et virtuelt bilde ser ut.

På grunn av dette er det sikkert noe støy i områder som har lite eller lite lys. Denoiser hjelper deg med å bli kvitt det. Nvidia jobber også med å legge til støtte for strålesporing til Vulkan API Hva er Vulkan kjøretidsbiblioteker i Windows?Ser du Vulkan Run Time Libraries på PCen din og lurer på hva i all verden de er? Her er alt du trenger å vite om Vulkan. Les mer .

Nvidia er ikke alene om dette. Du vet kanskje om Microsofts DirectX, en forutsetning for å kjøre mange spill på Windows (hvordan du installerer og oppgraderer DirectX Slik laster du ned, installerer og oppdaterer DirectX på din PCLurer du på hvorfor DirectX er på Windows 10-systemet ditt, eller hvordan oppdaterer du det? Vi forklarer hva du trenger å vite. Les mer ). Microsoft har kunngjort en utvidelse av den nyeste versjonen av den nå, kalt DirectX Ray Tracing (DXR). Dette har som mål å bidra til å få programvarestøtte for utviklere til å tilpasse spillet sitt til å dra full nytte av Nvidias RTX.

RTX vil bruke den nye maskinvarekraften og strålesporingsmulighetene sammen med de gamle pålitelige rasterisering og andre relaterte prosesser, for å levere en spillopplevelse som vil se mer realistisk ut enn noen gang.

Sporer Ray svaret til Next-Gen-grafikk?

Vel, ikke helt. Strålesporing har ikke vært brukt i et daglig forbrukerscenario før. Derfor vil det ta litt tid for forbrukerindustrien å tilpasse denne teknologien. Utviklere har allerede begynt å integrere denne teknologien i spillene sine. Imidlertid er det bare en håndfull spill som støtter det i skrivende stund.

Så i tilfelle du har tenkt på oppgradere GPU-en din, og ventet på en stund for å se hvordan teknologien utvikler seg kan være det bedre alternativet. I alle fall vil strålesporing sannsynligvis være fremtiden for spill. Det kan ende opp med RTX, eller gjennom annen ekvivalent teknologi som blir utgitt en gang i fremtiden.

Bare tiden vil vise. I mellomtiden kan du sjekke ut det kjedelige oppdelingen av forskjeller mellom TV-er, spillmonitorer og Nvidias BFGD-skjermer Nvidia BFGD vs. Gaming Monitor vs. TV: Forskjellene forklartNvidia annonserte Big Format Gaming Display (BFGD). Er denne nye TV-ene egentlig en nyvinning eller bare noe markedsførings-gimmick? Les mer .