Nvidias RTX GPU-serie: Hvordan realtidsstrålesporing ændrer spil
Reklame
Tidligere i år afslørede Nvidia sin nye linje med grafikbehandlingsenheder (GPU'er) under det nye navn: RTX. Dette er en opgradering fra den tidligere GTX-serie af GPU'er, men branding er ikke den eneste ændring.
Nvidia har nu udstyret disse GPU'er med kapacitet til at udføre realtidsstrålesporing. Men hvad er strålesporing, og hvorfor er det så vigtigt?
Hvad kom før Ray Tracing?
Ordet “rendering” bruges ganske meget, når man diskuterer grafikkort eller spil. Fremstillingsprocessen involverer konvertering af et tredimensionelt objekt til et todimensionelt billede, der vises realistisk på din skærm. Spil er interaktive, og de gengiver objekter, når en spillers bevægelse ændrer perspektivet på skærmen.
Dette betyder, at det er nødvendigt at have en måde at sikre, at grafikken ser realistisk ud. Udviklere har opnået dette ved hjælp af gengivelse i realtid, men i årtier har det brugt den samme teknologi: rasterisering .
Rasterisering er en teknologi, der i kernen er afhængig af trekanter. Det ser 3D-objekter som en stor samling af polygoner lavet af trekanter. Den samler forskellige slags data, som position, farve, tekstur og sådan, fra de tre punkter AKA-vertikater i trekanterne.
Ikke alle disse data er nødvendige, så de forædler derefter dataene. Det indstiller skærmen som referenceramme, og det bestemmer derefter, hvordan pixels skal vises. Når dette er gjort, er der en smule behandling, og billedet vises på din skærm. Det er meget arbejde, men GPU'erne (hvordan man kan se en GPU, CPU og APU fra hinanden. Hvad er forskellen mellem en APU, en CPU og en GPU? Hvad er forskellen mellem en APU, en CPU og en GPU ? I løbet af de sidste fem eller flere år har der været en række forskellige udtryk rundt omkring for at beskrive computerhardware. Nogle af disse udtryk inkluderer, men er ikke begrænset til, APU, CPU og GPU. Men ... Læs mere) har tilstrækkelig kraft til at få det gjort inden for en brøkdel af et sekund, og opdater det flere gange i løbet af et sekund til at bevægelsen ser meget glat ud.
Ray Tracing vs. Rasterization
I den virkelige verden er du i stand til at se ting som et resultat af lys, der rammer dem. Reel verdensbelysning er meget kompleks, idet hver lysstråle reflekteres og bryder flere gange, før den når vores øjne, hvilket får os til at se den store mængde detaljer. Replikering af dette er et meget hårdt job, men med strålesporing er teknologien nu tættere end nogensinde.
Som navnet selv antyder, afhænger strålesporing på at spore hver enkelt lysstråle, der rammer genstande i en virtuel tredimensionel scene. Strålesporing vil følge stien med lysstråler fra lyskilden, til objekterne og enhver reflektion og refraktion, de går igennem, inden de endelig når skærmen.
Hvis der er flere lyskilder, vil strålesporing tegne sig for dem alle. I stedet for at behandle hver pixel som et punkt på et mesh af polygoner, ligesom rasterisering gør, behandler strålesporing hver pixel som en lysstråle, som kan sammenlignes med hvordan det menneskelige øje faktisk ser tingene.
Hvorfor er Ray-sporing pludselig relevant nu?
Film- og animationsindustrien bruger allerede strålesporingsteknologi til gengivelse af scener for at få dem til at se så realistiske ud som muligt. Bemærk, at dette ikke kræver strålesporing i realtid; din nuværende GPU kunne sandsynligvis også håndtere strålesporing.
Afhængig af hvor tung den scene, du prøver at gengive, kan det dog tage adskillige dage at gengive et par sekunder med tredimensionelt billede. I gaming skal GPU'er gengive scenerne på farten. Det primære krav til dette er hardware, der er i stand til at gøre det i realtid.
Strålesporing kræver naturligvis meget mere behandling end rasteriseringsbehov, og er derfor en GPU-intensiv opgave. Brug af strålesporing til alle dele af en virtuel scene er den ideelle måde at få det mest realistiske billede på. Imidlertid bruges det ofte kun til udvalgte dele af en scene. GPU behandler resten af scenen gennem rasterisering.
Dette bringer os til Nvidias tilgang med den nyeste serie af GPU'er, og specifikt hvad de gør med RTX.
Hvordan fungerer Nvidias RTX GPU?
Nvidias seneste generation af GPU'er, også kaldet Turing, er en åbenlys forbedring på papiret. Nvidia fremstiller disse med en ny, mindre 12 nano-meter-proces. De hævder også at være 50% mere magtfulde og 10 gange så hurtig som den foregående generation. Disse tal betyder dog ikke meget.
Det, der er vigtigt, er, hvordan Nvidia har ændret GPU's grundlæggende struktur.
Disse nye GPU'er har de sædvanlige CUDA-kerner, som Nvidia har brugt i de foregående generationer. Derudover kommer de også med dedikerede "Tensor" -kerner til maskinlæring og "RT" -kerner til, vel, du gættede det, strålesporing. For at opsummere det, har Nvidia baseret disse GPU'er på en ny arkitektur, der er smartere, og har hardware, der er specifikt dedikeret til strålesporing, som er en første.
Alt dette bruges i kombination til at fremskynde strålesporing og få det til at fungere i realtid.
For at gøre brug af denne nye hardware effektivt har Nvidia en masse software til at gå sammen med den. Nvidia OptiX er en, der hjælper med at få det bedste ud af hardwarens strålesporingsfunktioner. Det har også en "AI-accelereret denoiser". Som du ved stoler strålesporing på at bruge lys til at bestemme, hvordan et virtuelt billede ser ud.
På grund af dette er der bestemt noget støj i områder, der har lidt til intet lys. Denoiser hjælper med at slippe af med det. Nvidia arbejder også med at tilføje support til strålesporing til Vulkan API Hvad er Vulkan Run Time Libraries i Windows? Hvad er Vulkan-køretidsbiblioteker i Windows? Ser du Vulkan Run Time Libraries på din pc og undrer dig over hvad i all verden de er? Her er alt hvad du har brug for at vide om Vulkan. Læs mere .
Nvidia er heller ikke alene om dette. Du kender måske til Microsofts DirectX, en forudsætning for at køre mange spil på Windows (hvordan man installerer og opgraderer DirectX Sådan downloades, installeres og opdateres DirectX på din pc Sådan downloades, installeres og opdateres DirectX på din pc Spekulerer på, hvorfor DirectX er på dit Windows 10-system, eller hvordan du opdaterer det? Vi forklarer, hvad du har brug for at vide. Læs mere). Microsoft har annonceret en udvidelse af den nyeste version af den nu, kaldet DirectX Ray Tracing (DXR). Dette sigter mod at hjælpe med at få softwarestøtte til udviklere til at tilpasse deres spil, så de drager den fulde fordel af Nvidias RTX.
RTX vil bruge den nye hardware-magt og strålesporingsfunktioner sammen med den gamle pålidelige rasterisering og andre relaterede processer til at levere en spiloplevelse, der vil se mere realistisk ud end nogensinde.
Sporer Ray svaret på Next-Gen-grafik?
Nå, ikke helt. Strålesporing er ikke blevet brugt i et daglig forbrugerscenario før. Derfor vil det tage nogen tid for forbrugerindustrien at tilpasse denne teknologi. Udviklere er allerede begyndt at integrere denne teknologi i deres spil. Dog er det kun en håndfuld spil, der understøtter det i skrivende stund.
Så hvis du har tænkt på at opgradere din GPU, skal du vente et stykke tid for at se, hvordan teknologien skrider frem, kan være den bedre mulighed. Under alle omstændigheder vil strålesporing sandsynligvis være fremtiden for spil. Det kan ende med at være gennem RTX, eller gennem anden tilsvarende teknologi, der frigives engang i fremtiden.
Det vil tiden vise. I mellemtiden skal du tjekke denne smarte oversigt over forskellene mellem tv'ere, gaming monitorer og Nvidias BFGD viser Nvidia BFGD vs. Gaming Monitor vs. TV: The Differences Explained Nvidia BFGD vs. Gaming Monitor vs. TV: The Differences Explained Nvidia annonceret Big Format Gaming Display (BFGD). Er denne nye type tv faktisk en nyskabelse eller bare en eller anden markedsførings-gimmick? Læs mere .
