Nvidias RTX GPU-serie Hvordan Real-Time Ray Tracing Endrer Gaming

Tidligere i år avslørte Nvidia sin nye linje Graphics Processing Units (GPUer), under det nye navnet RTX. Dette er en oppgradering fra den tidligere GTX-serien av GPUer, men merkevaren er ikke den eneste forandringen.

Nvidia har nå utstyrt disse GPUene med muligheten til å utføre sanntid ray tracing. Men hva er ray tracing og hvorfor er det så viktig?

Hva kom før Ray Tracing?

Ordet “gjengivelse” brukes ganske mye når du diskuterer grafikkort eller spill. Prosessen med gjengivelse innebærer å konvertere et tredimensjonalt objekt til et todimensjonalt bilde som vil vises realistisk på skjermen. Spillene er interaktive, og de gjør objekter som en spillerens bevegelse endrer perspektivet på skjermen.

Dette betyr at det er nødvendig å få en måte å sikre at grafikken ser realistisk ut. Utviklere har oppnådd dette ved å bruke sanntidsgjenvinning, men i flere tiår har den brukt samme teknologi: rastrering.

Rasterisering er en teknologi som i utgangspunktet er avhengig av trekanter. Det ser 3D-objekter som en stor samling av polygoner laget av trekanter. Den samler ulike typer data, som posisjon, farge, tekstur og så fra de tre punktene AKA-hjørner av trekanter.

Ikke alle disse dataene er nødvendige, så det justerer deretter dataene. Den setter skjermen som referanseramme, og bestemmer deretter hvordan du viser pikslene. Når dette er gjort, er det litt behandling, og bildet vises på skjermen. Det er mye arbeid, men GPUene (hvordan å fortelle en GPU, CPU og APU fra hverandre. Hva er forskjellen mellom en APU, en CPU og en GPU? 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 vilkår som virvler rundt for å beskrive maskinvare. Noen av disse vilkårene inkluderer, men er ikke begrenset til, APU, CPU og GPU. Men ... Les mer) har nok strøm for å få det gjort innen en brøkdel av et sekund, og oppdatere det flere ganger i løpet av et sekund for å gjøre bevegelsen fremdeles veldig jevn.

Ray Tracing vs Rasterization

I den virkelige verden kan du se ting som følge av at lyset rammer dem. Virkelig verdensbelysning er svært kompleks, med hver lysstråle reflekterer og bryter flere ganger før den når øynene våre, noe som gjør at vi ser den høye mengden detaljer. Replikere dette er en veldig vanskelig jobb, men med ray tracing er teknologien nå nærmere enn noensinne.

Som navnet antyder, avhenger ray tracing på å spore hver eneste lysstråle som treffer objekter i en virtuell tredimensjonal scene. Ray-tracing vil følge lysstrålens sti fra lyskilden til objektene, og enhver refleksjon og brytning de går gjennom, før de endelig når skjermen.

Hvis det er flere lyskilder, vil strålesporing regne med dem alle. I stedet for å behandle hver piksel som et punkt på et nett av polygoner, som rasterisering gjør, behandler ray tracing hver piksel som en lysstråle, som er sammenlignbar med hvordan menneskets øye faktisk ser ting.

Hvorfor er Ray Tracing Plutselig Relevant Now?

Film- og animasjonsindustrien bruker allerede strålesporingsteknologi for å gi scener for å gjøre dem så realistiske som mulig. Vær oppmerksom på at dette ikke krever sanntids-stråling; din nåværende GPU kan trolig håndtere ray tracing også.

Men avhengig av hvor tung scenen du prøver å gjengi, kan det ta flere dager å gjengi bare noen få sekunder med tredimensjonalt bilde. I spill, må GPUer gjøre scenene på farten. Det primære kravet til dette er maskinvare som er i stand til å gjøre det i sanntid.

Selvfølgelig krever ray tracing mye mer behandling enn rasteriseringsbehov, og dermed er en GPU-intensiv oppgave. Bruke ray tracing for hver del av en virtuell scene er den ideelle måten å få det mest realistiske bildet på. Men det er ofte bare brukt for utvalgte deler av en scene. GPU prosesserer resten av scenen gjennom rasterisering.

Dette bringer oss til Nvidias tilnærming med den nyeste serien av GPUer, og spesifikt hva de gjør med RTX.

Hvordan fungerer Nvidias RTX GPU?

Nvidias nyeste generasjon av GPUer, også kalt Turing, er en åpenbar forbedring på papir. Nvidia produserer disse med en ny, mindre 12 nanometer-prosess. De hevder også å være 50% kraftigere, og 10 ganger så fort som forrige generasjon. Men disse tallene betyr ikke mye.

Det som er viktig er hvordan Nvidia har endret grunnleggende strukturen til GPU.

Disse nye GPUene har de vanlige CUDA-kjernene som Nvidia har brukt for de foregående generasjonene. I tillegg kommer de også med dedikert “tensor” kjerner, for maskinlæring, og “RT” kjerner for, vel, du gjettet det, ray tracing. For å oppsummere, har Nvidia basert disse GPUene på en ny arkitektur som er smartere, og har maskinvare spesielt dedikert til ray tracing, som er en første.

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

For å gjøre bruk av denne nye maskinvaren effektivt, har Nvidia en haug med programvare for å følge med. Nvidia OptiX er en som hjelper til med å gjøre det beste ut av maskinens stråleoppsporing. Den har også en “AI-akselerert denoiser”. Nå, som du vet, stole ray tracing på å bruke lys for å bestemme hvordan et virtuelt bilde ser ut.

På grunn av dette er det nødvendig å være litt støy i områder som har liten eller ingen lys. Denoiser hjelper med å bli kvitt det. Nvidia jobber også med å legge til støtte for ray tracing til Vulkan API Hva er Vulkan Run Time Libraries i Windows? Hva er Vulkan Run Time-biblioteker i Windows? Ser du Vulkan Run Time Libraries på PCen din og lurer på hva i verden de er? Her er alt du trenger å vite om Vulkan. Les mer .

Nvidia er ikke alene i dette heller. Du kan kanskje vite om Microsofts DirectX, en forutsetning for å kjøre mange spill på Windows (hvordan installere og oppgradere DirectX Slik laster du ned, installerer og oppdaterer DirectX på PCen din Slik laster du ned, installerer og oppdaterer DirectX på PCen. Lurer på hvorfor DirectX er på ditt Windows 10-system eller hvordan du oppdaterer det? Vi vil forklare hva du trenger å vite. Les mer). Microsoft har annonsert en utvidelse til den nyeste versjonen av det nå, kalt DirectX Ray Tracing (DXR). Dette tar sikte på å bidra til å få programvarestøtte for utviklere til å tilpasse sitt spill for å få størst mulig nytte av Nvidias RTX.

RTX vil bruke den nye maskinvaren makt og ray tracing evner sammen med den gamle pålitelige rasterization og andre relaterte prosesser, for å levere en spillopplevelse som vil se mer realistisk enn noensinne.

Er Ray Tracing svaret til neste generasjons grafikk?

Vel, ikke helt. Ray tracing har ikke vært brukt i et daglig forbruksscenario før. Derfor vil det ta litt tid for forbrukerindustrien å tilpasse denne teknologien. Utviklere har allerede begynt å integrere denne teknologien i sine spill. Imidlertid støtter det bare en håndfull spill når den skrives.

Så hvis du har tenkt på å oppgradere GPU, venter på en stund for å se hvordan teknologien utvikler seg, kan det være det beste alternativet. I alle fall vil det være sannsynlig at ray tracing er fremtiden for spill. Det kan ende opp med å være gjennom RTX, eller gjennom annen tilsvarende teknologi som slippes en gang i fremtiden.

Bare tiden vil vise. I mellomtiden, sjekk ut denne nifty sammenbruddet av forskjellene mellom TVer, spill skjermer, og Nvidias BFGD viser Nvidia BFGD vs Gaming Monitor vs TV: Forskjellene forklart Nvidia BFGD vs Gaming Monitor vs TV: Forskjellene forklart Nvidia har en ny gizmo. Det heter Big Format Gaming Display, eller BFGD for kort. Men er denne nye typen TV faktisk en innovasjon eller bare noen markedsføringsgimmick? Les mer .

Utforsk mer om: Grafikkort.