Ray tracing. Det är en term som du kommer att få höra en hel del nu att Nvidia har meddelat professional och consumer-grafikkort som använder denna teknik för att producera några av de mest verklighetstrogna simuleringar möjligt i spel och andra animationer. Så, vad är ray tracing exakt, och hur skiljer det sig från nuvarande grafikrendering tekniker?
Den förenklade svaret är att ray tracing modeller beteende ljus i realtid samtidigt som den skär objekt i en scen.
Det är en funktion som skulle kunna leda till en spektakulär ny grafik, men har varit mycket svårt att dra av på grund av den matematiska krav. Men Nvidia är att ta itu med flera frågor som ray tracing med en ny grafik arkitektur kända som Turing.
Turing är den största hoppa i grafik eftersom CUDA kom 2006
För det första, det är att ta itu med problemet, vilket öppnar för nästa generation av datorgrafik. Ray tracing är bara en av många rendering teknik, men det är där Nvidia är driver på hårt för att det är särskilt lämpad för att lägga till realistiska, realtid belysning och effekter.
Den andra frågan är kalkylmässig kostnad: den bästa Turing-kort för professionell produktion kostar $10,000, men det var ännu dyrare att använda ray tracing innan. Vad är nytt här är Nvidia är redo att ta ray tracing tech till konsument-nivå Grafikprocessorer, som inte har gjorts tidigare.
Nvidias nuvarande grafik teknik — och de flesta av branschens — simulerar ljuset och hur ljuset beter sig i en viss scen på ett mycket enklare sätt, med hjälp av något som kallas rastrering. Som en målare att måla lager på en duk, objekt återges från baksidan till framsidan, så att de i fronten dölja objekt i ryggen.
Detta gör det svårt att modellera en spegel, till exempel, eftersom rastrering tekniker inte kan spåra och modell ljuset självt. Det används ofta i realtid scener eftersom nuvarande generationens hårdvara inte kan hålla jämna steg med de krav som ställs för att simulera en komplex scen i rörelse för något som kräver det (säga, ett spel eller 3D-animering).
Ray tracing modeller beteende av ljus som den skär objekt
Denna nästa generation av ljus simuleringar kan modellen ljus i mycket mer detalj, utan så mycket beräkningskostnad som innan. Ray tracing modeller beteende av ljus som den skär med ytor, material och rörliga objekt.
En väg av ljus som färdas genom en scen kan göras mer intrikat nu. Med ray tracing, kan du simulera hur strålar av ljus interagera med objekt, som producerar realistisk reflektion, brytning och spridning effekter i realtid. Ray tracing kan även upptäcka och göra speglar, bryta glas, räkna ut var ljus i en scen har sitt ursprung, och även bestämma färgen på det ljus som passerar genom föremål.
På pappret låter det som gör teknik är nästan för realistisk, men det är inte precis ny — ray tracing har använts i den professionella branschen i flera år. Det har redan varit anställd i populära media, som Pixar ‘ s Monsters University och Marvels Iron Man filmer. Vad gör tillkännagivandet spännande är det äntligen kommer att finnas tillgängliga för konsumenten hårdvara, en bedrift som var för svårt och dyrt innan.
Här är ett exempel av ray tracing arbetar i realtid, under en Star Wars demo, med hjälp av Nvidia: s professionella Volta RTX grafik kort:
Vad höll Nvidia tillbaka från att utföra denna typ av bedrift för konsumenterna är att ray tracing kräver en otrolig mängd datorkraft. Nvidia VD Jensen Huang sade att detta är “den enskilt största steg som vi någonsin har gjort i en generation.”
Det är logiskt, med tanke på den nya Turing-arkitektur som används i Nvidias nya Grafikprocessorer är utformad för att hantera den behandling frågan. Dedikerad ray tracing kärnor arbete i samband med Tensor av Kärnor — de använder AI för att sluta sig till “real-time” – del — att producera simuleringar sex gånger snabbare än den tidigare Pascal plattform (GTX 1080Ti, etc.).
Ray tracing har användning överallt i datorgrafik
Det är ett stort hopp i grafik tech och är spännande när man tänker på den studios och individer som kommer att hitta nya användningsområden för ray tracing i animation, spel, vetenskap och simuleringar.
Även om den nya hårdvara Nvidia producerar kommer att vara tillgänglig enbart under första stationära datorer, bärbara datorer med ray tracing tech kommer att börja kommer ut på marknaden nästa år, så de är inte alltför långt borta. I själva verket, vissa kommande spel Metro: Exodus redan har Nvidia RTX demos visar i realtid ray tracing gör sin sak.