Ray tracing là gì

Mới đây, NVIDIA vẫn chào làng hàng loạt card bối cảnh thế hệ mới dựa vào vi bản vẽ xây dựng Turing. Điểm lưu ý nổi bật trong dịp giới thiệu của vi kiến trúc lần này là kỹ thuật dò tia (Ray Tracing) được vận dụng. Vậy đúng chuẩn thì technology dựng hình dò tia là gì, cùng nó biệt lập như thế nào cùng với các công nghệ kiết xuất giao diện hiện nay tại? Chúng ta thuộc mày mò bên dưới.

Bạn đang xem: Ray tracing là gì

Ray Tracing là gì?

Ray Tracing là một trong kinh nghiệm dựng (render) tia nắng bằng cách truy tìm theo các tia sáng sủa (trace Có nghĩa là đuổi theo, ray là các tia sáng). Quý Khách hoàn toàn có thể tưởng tượng kỹ năng này hệt như biện pháp các bạn quan sát lên mặt ttách, quan sát và theo dõi những tia sáng sủa của chính nó chiếu đi đâu, hấp thụ vào đồ gia dụng thể làm sao với bí quyết nó đánh nắng lên đều đồ bao quanh. Ray tracing dựng lại quy trình đó tuy thế trong môi trường số.

Nói biện pháp khác, ray tracing quan sát và theo dõi các ánh nắng được hấp thụ, phản nghịch chiếu, tán xạ và phân tán bởi vì từng đối tượng người tiêu dùng vào môi trường xung quanh, và nó không chỉ là vận dụng với cùng một luồng sáng sủa từ mặt trời cơ mà với mọi mối cung cấp sáng sủa không giống nhauy (ví dụ: 2 chiếc đèn điện vào căn uống chống vào game, ánh lửa bập bùng của lò sưởi vào game, mối cung cấp sáng sủa nhân tạo được cố định và thắt chặt khi dựng hình 3D...).

Lúc bấy giờ bản vẽ xây dựng Turing với Ray Tracing vẫn đã là một vệt chnóng hỏi lớn, được kì vọng là sự thay đổi mang tính biện pháp mạng của thị trường GPU, đa số sản phẩm như vậy có tác dụng diện kiến vào nhiều phần PC ngơi nghỉ tương lai hay là không, giỏi giá cắt cổ khiến ít ai có thể sở hữu cùng sử dụng?

Rất cạnh tranh để trả lời, vày tuy vậy đã bao hàm nội dung bài viết, phần nhiều bài xích Đánh Giá mang đến 2 chiếc GeForce RTX 2080 FE cùng GeForce RTX 2080 Ti FE, họ vẫn đề xuất chờ, thậm chí còn là cả phần đông tựa game cung cấp công nghệ cao của card, ở đấy là ray tracing. Dường như, loại thẻ hình ảnh bài bản Quadro cũng khá được sản phẩm technology mới này: Quadro RXT 8000, Quadro RXT 6000, Quadro RXT 5000, Quadro RXT 4000.

*

Cách hoạt động của Ray Tracing

Mục tiêu của ray tracing là tạo ra cảm giác thắp sáng thực hơn, đổ trơn tự nhiên và thoải mái hơn, cùng mẫu RTX của NVIDIA đã đạt được hầu như tác dụng tuyệt hảo, tối thiểu là trong số màn test ngơi nghỉ lễ ra mắt. Một căn chống bằng gỗ tất cả cửa sổ đang mnghỉ ngơi đang sáng gần như là đông đảo cả chống khi sử dụng phương thức thắp sáng truyền thống cuội nguồn, còn khi bật ray tracing, rất nhiều nơi bao gồm tia nắng trực tiếp hấp thụ vào vẫn sáng sủa rộng đối với phần nhiều góc qua đời ở trong phòng. NVIDIA cũng cho biết giải pháp nhưng ngọn gàng lửa vào Battlefield V hoàn toàn có thể ám vào người của nhân vật vào game cùng cháy xém cửa ngõ xe hơi hết sức thực.

Ánh sáng không chỉ là ảnh hưởng cho tới câu hỏi chiếu sáng, nó còn tác động cho tới màu sắc, độ sâu, đổ bóng nữa. Nên Khi việc phát sáng được trả lập cạnh bên cùng với đời thực thì những nhân tố sót lại cũng khá được làm cho tốt theo. Những mảng đổ láng trong game hiện giờ quan sát khá gắt với cụ thể, thiếu đi dòng đưa vơi dịu giữa những mảng sáng sủa về tối, cùng ray tracing chính là mhình họa ghxay góp việc này biến đổi thực tại.

Thuật Toán thù Cho Ray Tracing 

Tạo ra một phiên bản tế bào bỏng nhân loại thực là 1 trong những quá trình khôn xiết phức tạp. Nó bao gồm những nhân tố, như một số trong những lượng vô hạn các chùm ánh sáng, bội phản chiếu những bề mặt, truyền qua những đối tượng người sử dụng, toàn bộ rất nhiều dựa trên các công năng phân tử của từng đối tượng người sử dụng, đấy là không kể tới trọng lực cùng liên can vật lý. Việc tế bào bỏng sản phẩm mang tính chất hóa học "vô hạn" như vậy nhưng mà lại chỉ áp dụng tài ngulặng hữu hạn của máy tính bây chừ là trọn vẹn không tương xứng cùng bất khả thi.

Ta Điện thoại tư vấn 1 hướng giải quyết và xử lý mang đến vấn đề nêu bên trên là "rasterization", cố gắng bởi xử lý vô hạn những hạt photon, việc cách xử trí bước đầu bằng mọi hình nhiều giác. Càng những đa giác tức vận tốc cách xử lý càng nkhô giòn, và rasterization tại đây để biến hóa hàng triệu đa giác tê thành một hình ảnh rõ ràng.

Nói nđính thêm gọn gàng, nó tạo nên một bạn dạng mẫu mã 2 chiều cùng tái hiện bọn chúng bên trên trái đất 3 chiều vẫn dựng sẵn. Trong số đó, đều hình ảnh 2D được tạo cho trường đoản cú nhiều giác có thể che phủ toàn màn hình Khi quan sát gần, tuy nhiên hoàn toàn có thể chỉ bao phủ một vài px khi nhìn xa, tự đó làm cho các điểm ảnh, kết cấu và cách thức ánh nắng. Tất nhiên một kỹ thuật thì không thể bao gồm được tổng thể các bước.

Các kỹ thuật khác biệt như cỗ đệm Z (cỗ đệm đồ vật cấp quan sát và theo dõi độ sâu của từng pixel) giúp tăng tốc quy trình, tạo thành một pháp luật góp hàng triệu đa giác sẽ tạo thành có thể thấy, hoàn toàn có thể thu xếp và cách xử lý công dụng tuyệt nhất có thể. Điều này có thể hưởng thụ hàng tỷ, thậm chí còn hàng tỷ phép tính cho từng cơ thể mà lại chỉ GPU tiến bộ cùng với vận tốc xử lý teraflops new hoàn toàn có thể cách xử lý được.

*

Ray tracing, tiếp cận sự việc nêu trên không giống cùng với Rasterization, về phương diện lịch sử vẻ vang, nó đang mãi sau trong khoảng 50 năm nay. Turner Whitted hiện tại đang thao tác làm việc cho NVIDIA, trong quá khứ sẽ phác họa phương pháp tính tân oán theo dõi và quan sát đệ quy, mang lại hình hình họa tuyệt hảo bao gồm bóng, ánh bức xạ và nhiều thứ hơn thế nữa. Tất nhiên, nó sẽ phức tạp hơn rasterization cực kỳ những.

Ray tracing liên quan tới sự việc dò hướng đi của một tia (hay là tia sáng) Lúc chiếu nó vào trái đất 3 chiều. Giả sử ước ao tạo một vật thể, Việc đầu tiên là xác minh các tia sáng sủa theo dõi và quan sát đa giác khiến cho đồ gia dụng thể đó, kế tiếp tính cho các mối cung cấp ánh nắng hoàn toàn có thể ảnh hưởng, tính năng của nhiều giác nlỗi vật tư, bề mặt phẳng giỏi cong, nói ngắn thêm gọn là thêm giảm tia sáng.

Quá trình này tiếp đến được tái diễn đến bất kỳ mối cung cấp tia nắng nào khác, bao hàm cả ánh sáng phản chiếu trường đoản cú những đồ gia dụng thể bao gồm vào form chình họa. Nó tinh vi cho nỗi, cần những phương pháp nhằm hoàn toàn có thể dò được tia, cho tất cả những bề mặt trong suốt, bán nhìn trong suốt, ví dụ như: thủy tinh trong hoặc nước. Tất cả đa số vật dụng phải có giới hạn bội nghịch chiếu nhân tạo, vì mặc dù cho là tia đi chăng nữa cũng chẳng thể dò được toàn cục vô hạn số photon cơ.

*

Thuật toán thù mang lại ray tracing được sử dụng phổ cập duy nhất, theo NVIDIA, đó là BVH Traversal: Bounding Volume Hierarchy Traversal góp tăng tốc độ quy trình bằng cách Quanh Vùng những đối tượng người sử dụng nhằm cách xử trí, nói một phương pháp khác là "phân tách nhằm trị".

*

 

quý khách hoàn toàn có thể tham khảo quy mô bé thỏ của NVIDIA áp dụng thuật tân oán BVH, chúng khoanh vùng từng cấp cho, phân chia những thành phần vào từng kăn năn hộp, nhỏ rộng với nhỏ rộng cho tới Khi thuật toán thù có tác dụng là 1 list nthêm các đa giác, rồi sau đó new mang lại các bước của ray tracing.

Xem thêm: Geogebra Online, Cách Sử Dụng Geogebra 5, Hướng Dẫn Sử Dụng Phần Mềm Geogebra 5

Tuy nhiên trọng lượng các bước đề nghị phụ trách lúc tiến hành quá trình này bằng ứng dụng bên trên CPU hoặc GPU là rất cao. Một phương án sửa chữa thay thế là lõi RT, mỗi lõi RT đều có sẵn thuật toán cấu tạo BVH, góp nó có công dụng cách xử trí công việc nkhô hanh hơn vội 10 lần so với lõi CUDA.

*

Dường như, cũng đề nghị nói tới việc có từng nào tia sáng sủa dò bên trên một px, có một tia thôi cũng dẫn mang đến hàng trăm, hàng nghìn phép tính, cơ mà càng nhiều tia theo dõi thì công việc đã dịu đi, năng suất lại cao hơn nữa. Các công ty nlỗi Pixar, cũng sử dụng công nghệ ray tracing để tạo thành hình hoạt.

Một bộ phim truyện dài 90 phút cùng với tốc độ cơ thể là 60 FPS buộc phải cho 324,000 hình hình họa, mỗi hình hình ảnh lại mất một vài giờ tính toán những tia đang quan sát và theo dõi từng pixel một. NVIDIA vẫn làm ra làm sao để đạt tác dụng tương tự cùng với thời hạn thực nhỏng vậy? Ở trên sẽ đề cập đến sự mở ra của lõi RT, dẫu vậy nếu như vậy vẫn không đủ, câu vấn đáp là lõi Tensor chỉ gồm làm việc riêng rẽ bản vẽ xây dựng Turing. lấy một ví dụ đơn giản dễ dàng thôi, lấy cân nặng các bước là FP16, lõi Tensor đạt 114 TFLOPS trong lúc FP32 thì CUDA chỉ bao gồm 14,2 TFLOPS.

*

Nhưng tại sao lõi Tensor bắt đầu đủ vào câu hỏi ray tracing? Đó là AI và kĩ năng từ bỏ học tập, có thể nói rằng đó là tuấn kiệt Deep Learning Super Sampling chất nhận được trò đùa hiển thị sinh hoạt độ phân giải phải chăng hơn cơ mà không nên AA, kế tiếp lõi Tensor sẽ thừa kế với ảnh hưởng mang lại khung người, khử răng cưa nhằm đem đến độ phân giải cao hơn nữa.

Lời kết, đa số danh tiếng to trong nghề render sẽ bước đi vào ray tracing nlỗi Epic, UE, Unity 3D, EA Frostbite. Thậm chí Microsoft còn tạo ra hẳn DirectX Ray giành riêng cho ray tracing. Với RTX, trên đây đích thực là 1 bước dancing Khủng trong lĩnh vực hình ảnh laptop, tất yếu Việc nó vẫn không hoàn thiện với vấn đề trong khoảng mười năm cho tới để có thể đặt RTX 2080 Ti trên Thị Phần như một mẫu mainstream là trọn vẹn hoàn toàn có thể.

Công nghệ Ray Tracing bên trên cái card giao diện tiên tiến nhất của NVIDIA

Công nghệ bối cảnh hiện thời của NVIDIA với phần nhiều tổng thể ngành công nghiệp là tế bào bỏng tia nắng với hành vi của ánh sáng vào một form cảnh nhất định, Theo phong cách dễ dàng hơn, gọi là Rasterization (kỹ thuật raster). Giống như một họa sỹ vẽ toắt con, các đối tượng người dùng được hiển thị từng lớp, trường đoản cú sau ra trước, do vậy các đối tượng làm việc phía đằng trước vẫn che qua đời các đối tượng người dùng vùng sau.

*

Khác biệt về hiển thị thân nghệ thuật Raster thường thì (trái) với chuyên môn dò tia (phải).

Dù vậy, biện pháp làm này đang gặp gỡ khó khăn Lúc dựng hình bài toán làm phản chiếu, cũng chính vì chuyên môn raster sẽ không theo dõi cùng dựng hình được ánh sáng. Nó thường được thực hiện trong những size chình họa thời gian thực cũng chính vì phần cứng bây giờ không đáp ứng đầy đủ nhu yếu tế bào bỏng vận động của các size cảnh tinh vi, ví dụ trong trò đùa năng lượng điện tử hoặc hình ảnh đụng 3D.

Trong lúc đó, nghệ thuật dò tia dựng lại hành động của tia nắng Lúc nó tiếp cận các bề mặt, các vật liệu cùng các đối tượng người sử dụng vận động.

Ánh sáng Lúc đi sang một size cảnh rất có thể được kiết xuất với hiển thị phức hợp hơn. Với kỹ thuật dò tia, bạn cũng có thể mô bỏng bí quyết những tia sáng sủa xúc tiến cùng với đa số đồ gia dụng thể, tạo thành các hiệu ứng sự phản xạ, khúc xạ và tán xạ sống động trong thời hạn thực. Kỹ thuật dò tia thậm chí là hoàn toàn có thể phạt hiện tại và hiển thị những kính khúc xạ, gương phản chiếu, tưởng tượng ra nguồn gốc của ánh nắng vào size cảnh cùng thậm chí cả màu sắc của ánh nắng sau khoản thời gian đi qua đối tượng người tiêu dùng.

*

Trên thực tế, chuyên môn này đã được áp dụng trong thực tế, với đa số bộ phim truyền hình như Monsters University của Pixar, Iron Man của Marvel. Nhưng đó là lúc nó được áp dụng vị đa số người tiêu dùng bài bản, mà lại giờ nó đã có được đưa tới cùng với số đông người dùng diện tích lớn – một điều tưởng chừng cần thiết trước đây.

Đây xứng đáng được call là một trong những kỳ công của NVIDIA bởi vì công nghệ dò tia đòi hỏi một lượng sức mạnh năng lượng điện toán thù đẩy đà. CEO của NVIDIA, ông Jensen Huang cho biết, đây là "bước nhảy đầm vọt lớn nhất cơ mà chúng tôi từng làm cho trong một nạm hệ (thẻ GPU)."

*

Cách giải quyết sự việc của NVIDIA là sử dụng kiến trúc Turing new trong những GPU vừa ra mắt. Kiến trúc này được thiết kế theo phong cách nhằm giải quyết và xử lý vụ việc về xử lý. Các lõi dò tia chuyên dụng còn được đồ vật thêm nhân Tensor Chip Core, có công dụng thực hiện AI nhằm suy đoán phần hình hình ảnh "thời hạn thực" – sự việc buộc phải các sức khỏe tính tân oán độc nhất vô nhị của chuyên môn này. Vì vậy, các GPU có công dụng tế bào rộp nhanh cấp 6 lần so với căn cơ Pascal trước đây (bên trên GTX 1080Ti).

Đây thiệt sự là một bước nhảy đầm lớn về công nghệ đồ họa cùng thật phấn khích khi bạn nghĩ đến sự việc những studio cùng những cá thể giờ đây vẫn rất có thể không ngừng mở rộng câu hỏi thực hiện kỹ thuật dò tia này nhằm vận dụng trong phim hoạt hình, trò nghịch với mô phỏng khoa học.

Xem thêm: Xây Nhà 2 Tầng 600 Triệu Xây Được Mẫu Nhà 2 Tầng Nông Thôn Nào?

Cho dù hiện nay NVIDIA new chỉ phân phối các GPU mới này giành cho máy tính xách tay để bàn, cực kỳ có thể các laptop với technology dò tia vẫn ban đầu reviews Thị trường trong thời điểm cho tới – một khoảng tầm thời hạn chờ đón không thật dài. Trên thực tế, một số trò nghịch sắp trình làng nlỗi Metro: Exodus đang gồm sẵn phiên bản kiểm tra NVIDIA RTX nhằm miêu tả khả năng dò tia theo thời hạn thực của chính mình.


Chuyên mục: Blockchain