Phenquestions
Mi a sugárkövetés?
A számítógépes grafika szempontjából a Ray Tracing olyan renderelési technika, amely szimulálja a fény fizikai jellemzőit, amelyek reális megvilágítást, árnyékokat és effektusokat hoznak a játékba. Utánozza, hogy egy fénysugár egy meghatározott pontról hogyan pattan le a tárgyakról, szemléltetve a fény visszaverődését minden felületről. Az egész folyamat pedig javítja a képminőséget, átfogóbb élményt nyújtva a nézőknek. A technikát már régóta használják a 3D-s filmekben, és végül a filmszínvonalú vizuális effektusokat nyújtó magas szintű számítógépes játékokban talált utat. A Ray Tracing játékváltó volt a játékvilágban, és előnyösebb renderelési technika, mint a raszterizálás, amelynek korlátai vannak az objektumok valódi színeinek megjelenítésében.
Sugárkövetés az Nvidia GPU-kban
A grafikus kártyák vezető gyártójaként az Nvidia mindig bátran kísérletezett új módjaival termékei vizuális minőségének javítása érdekében. 2018 szeptemberétől az Nvidia kiadta a Ray Tracing funkcióval rendelkező grafikus kártyákat. Az Nvidia Turing architektúrája az első GPU-tervezés dedikált hardverrel vagy RT magokkal a valós idejű Ray Tracing feldolgozáshoz.
Mik az RT magok?
A sugárkövetést általában nem valós idejű alkalmazások számára tartják fenn, mivel a sugárkövetési művelet feldolgozásához szükséges számítási idő sokkal hosszabb, mint más vizuális effektusok. Az Nvidia áttörést ért el azzal, hogy építészeti terveikbe integrálta a hardvert, amelynek egyetlen célja a valós idejű sugárkövetés kiszámítása volt. Ezt a hozzáadott hardvert, az RT magokat, az Nvidia Turing-alapú RTX grafikus kártyáin avatták fel. Ez volt a világ első olyan grafikus kártyája is, amely hardver szinten sugárkövetést támogatott
Az RT-magok kiszámítják a pixelek színeit, amikor egy fénysugár egyik pontról a másikra halad. A folyamat bonyolultabbá válik, ha sok fényforrás van. Ezenkívül a sugárkövetésben részt vevő számos folyamat, például a sugáröntés, az útvonalkövetés, a BVH (korlátozó kötet-hierarchia) és a denoizáló szűrés számításigényes technikává teszi. A BVH a sugárkövetési számítások legidőigényesebb része, és az RT-magok felgyorsítják a BVH bejárását a valós idejű sugárkövetéshez. Az RT-magokon kívül van még egy hardverkészlet az Nvidia GPU-kban, amelyek szerepet játszanak a valós idejű sugárkövetés biztosításában. A mesterséges intelligencia gyorsítására tervezett Tensor magok a valós idejű denoizálást és felgyorsítják a sugárvetést.
Nvidia grafikus kártyák, sugárkövetési támogatással
Az RT maggal rendelkező Nvidia kártyák nagy ugrást jelentenek a világszerte elismert grafikus kártyagyártó számára. Ez azonban hardver alapú, és a grafikus kártyák korábbi kiadásai nem rendelkeznek ilyen tulajdonságokkal. Mivel a sugárkövetés óriási vonzerőt jelent a fogyasztók számára, az Nvidia a régebbi grafikus kártyák számára is elérhetővé tette ezt a funkciót. Mivel a régebbi architektúrák nem tartalmazzák az RT magokat, az Nvidia lehetővé tette a sugárkövetést a játékra kész illesztőprogramokon keresztül.
Nvidia grafikus kártyák hardver szintű sugárkövetéssel
Az RT-magok első generációja az Nvidia RTX 20 sorozatában szerepelt. Az RTX 2080 volt az első az RTX 20 sorozatban, amely bemutatta Turing architektúráját. Ezután következett az RTX 2080 Ti, az RTX 2070 és az RTX 2060. A Titan RTX is a sorban áll.
2020 szeptemberében az Nvidia bemutatta Turing utódját, az Ampere-t, amely az RT-magok második generációját tartalmazza. Az Ampere hatalmas frissítéseket tartalmaz az RT-magokban és a Tensor magokban, emelve az RT-Core sebességet 58 RT-TFLOPS-ra, 1.Hétszer magasabb, mint a Turing-é, sokkal gyorsabb sugárkövetési renderelést és javítva a képminőséget. Hasonlóképpen, az Ampere 238 Tensor-TFLOPS-mal több mint kétszerese a Turing magmagasságának. Az Ampere áll az RTX GPU második generációjának középpontjában; az RTX 30 sorozat tartalmazza a Titan osztályú RTX 3090, RTX 3080, RTX 3070 és a legutóbb megjelent RTX 3060.
Nvidia grafikus kártyák szoftverszintű sugárkövetéssel
Az Nvidia újabb áttörést tett azzal, hogy engedélyezte a sugárkövetést kijelölt grafikus kártyákon, dedikált RT-mag nélkül. Ez jó hír a régebbi modelleket használó játékosoknak, akik még nem fontolgatják a grafikus kártyák frissítését, de szeretnék átélni a sugárkövetési technika vizuális előnyeit. A 6 GB-os és magasabb szintű GeForce GTX 1060 grafikus kártyák mostantól élvezhetik a sugárkövetési képességeket a DirectX Raytracing (DXR) révén. Az alábbiakban felsoroljuk azokat az Nvidia kártyákat, amelyek sugárkövetésre képesek a DXR-en keresztül:
- 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
A sugárkövetéshez szükséges hardver hiánya miatt a GTX kártyák csak alapvető sugárkövetési effektusokat kínálnak. Az árnyékoló magok kezelik a sugárkövetési számításokat, és ez az árnyékoló magok további megterhelése hatással lesz a GPU teljesítményére. Ennek ellenére a sugárkövetési képességekkel a játékosok vonzóbb vizuális élményben részesülhetnek.
A sugárkövetés jövője az Nvidia-ban
Az Ampere teljesítménye már több mint kielégítő, miután megduplázta Turing feldolgozási arányát. Annak ellenére, hogy még mindig friss a sütőből, már vannak hírek az utódjáról, a Lovelace-ről. A sugárkövetési számítások új fejleményeire számíthatunk ebben az új GPU architektúrában. Hasonlóképpen, az RTX grafikus kártyák új generációja várhatóan már készül. A sugárkövetés jövője fényesnek tűnik, mivel az Nvidia továbbra is olyan GPU-architektúrákat fejleszt, amelyek kielégítik a fogyasztók éhségét a jobb játékélmény érdekében.
