什么是RTX光线追踪技术,显卡搭载RTX技术有什么好处?

  • 未知
  • 2021-10-22 10:42:36

显卡是计算机最基本配置、最重要的配件之一。显卡作为服务器里的一个重要组成部分,现在很多图形显卡都搭载RTX技术,那么RTX光线追踪是什么呢,有什么优势呢?

所谓的光线追踪技术,就是采用更加接近真实物理世界光子传播的方式来计算环境内光线的照射路径以及与物体碰撞后形成的反射效果,以此计算哪里明亮、哪里昏暗、哪里是被第一次光线反射而照亮的、光线照到这里然后反射到哪里跟哪里。

什么是RTX光线追踪技术

这种专用光线追踪硬件每秒可以投射超过10 gigarays的光线,从而可以在游戏中提供类似电影的实时照明。RTX显卡的光线追踪性能最高可提高6倍,因而可以实现实时光线追踪效果。这样做的后果就是需要强大的计算能力以及处理信息的能力。不然,在2018年发布会的时候黄教主也不会说,这是引入CUDA统一着色核心以来最大的革命。

从光栅化到光线追踪

自二十世纪九十年代以来,传统的 3D 渲染一直使用名为光栅化的流程。光栅化使用依据三角形或多边形网格创建的对象来表示物体的 3D 模型。然后,渲染流程将 3D 模型的每个三角形转换为 2D 屏幕上的像素。接着,对这些像素作进一步处理或“着色”,最后将其显示在屏幕上。

像素阴影最基本的要素便是识别环境:它所处的位置、光线来自哪里,光线是否会受到其他曲面的阻碍或折返回来等等。光栅化则不会确定以上信息,因为每个三角形都是独立存在的。

什么是RTX光线追踪技术

栅格化渲染和RTX光线追踪对比

栅格化渲染可更快创建 3D 图像,但会牺牲画面品质。适合用于电子游戏,因为游戏速度的重要性优于画质。Unreal 引擎是常见的栅格化渲染器。

光线追踪渲染需要大量的计算,更适合于质量比快速交互更重要的行业:电影、电视和广告的视觉特效,以及用于建筑可视化、设计和汽车的图像和动画。V-Ray 是一个广受欢迎的光线追踪渲染器。

RTX核心技术特点

光线追踪

RTX平台利用优化经 Turing 优化的光线追踪 API(如 NVIDIA OptiX™、Microsoft DXR 和 Vulkan),将实时电影级渲染效果变为现实。通过实时渲染逼真的物体和环境,再辅以精准无比的阴影、反射和折射技术,我们现能以前所未有的速度为艺术家和设计师创造令人惊叹的内容。

人工智能

RTX平台采用全新 NVIDIA NGX SDK,能够将强大的 AI 增强功能融入可视化应用程序中。智能图像处理、自动处理重复作业和计算密集·型流程优化有助节约时间和资源,从而显著加快艺术家和设计师的创意速度。

光栅化

RTX平台将基于 Turing 的全新进展引入可编程着色技术中,如可变速率着色、纹理空间着色和多视图渲染。这能够创造出更丰富的视觉效果、与大型模型和场景实现更顺畅的交互,并有助改善 VR 体验。

模拟

逼真的视觉效果不仅包括物体呈现的外观,还包括其行为方式。借助强大的 Turing CUDA 核心和 API(如 NVIDIA PhysX®, Flow, FleX 和 CUDA 10),RTX 平台能够在游戏、虚拟环境以及特效环境中,对真实物体的行为精确建模。

光线追踪技术可能是我们多年来在游戏领域所遇到最重要的图形技术升级之一,或者至少可以说当我们看到这项技术在PC游戏中被实际展示出来之后,会被它所带来的效果震撼。

什么是RTX光线追踪技术

RTX光线追踪技术的缺点窘境

既然电影中已经使用了很多年光线追踪技术,那么为什么它最近才开始被应用于游戏中呢?这牵扯到光线追踪技术的缺点,那就是它非常需要计算量。

电影之所以能使用光线追踪技术,那是因为在那些大制作的电影中,制作方可以花大价钱去大型服务器集群里面渲染这些效果和画面,这个过程可以花费数月甚至数年。这样做的好处是可以得到更加真实的画面,因为计算量够高,所以它们可以从容的去模拟各个光子,以及来自各个光源的大量光线和这些光线不同角度的反射效果。经过了这些流程所处理出来的图像和视频,我们第一眼看过去都会觉得这是真实的照片或是视频,而非是电脑渲染出来的图像,而且即使我们知道了这不是真的,我们依旧要花很久才能看出来。

然而如果光线追踪的这个好处应用到游戏上,就成了缺点。

首先,我们的电脑配置不够强,即使是使用了目前性能最高的各种硬件也依旧不够,况且能用得起i9X系列和2080的人只是玩家中的极少数,我们更不能把服务器搬到家里。所以我们现在所知道的应用于游戏中的光线追踪技术,其实在很大程度上被削弱了,就像我们之前说的,应用于游戏中的光线追踪技术,只会追踪其中极少一部分光线,虽然效果依旧比光栅化好很多,但是终究是个遗憾。

其次,哪怕只是追踪极少一部分光线,依旧会对电脑的性能有很高的要求,更何况现在的游戏玩家都会追求高刷新率,为了满足高刷新率的需求,电脑每秒钟需要渲染的图像数量也开始成倍增加。因此,有与没有光追,哪怕质量相差不多,对电脑的需求却会相差较大。

光线追踪的普及道路上,最大的障碍应该是游戏本身,目前支持光线追踪的游戏并不算多,选择光线追踪显卡的性价比并不高。而且支持光线追踪的游戏大多是一些大作,就算不使用光线追踪就已经需要很高的电脑性能才能流畅运行,再加上光线追踪继续加重性能的负担,所以想要得到舒适且流畅的游戏体验,就需要一台性能比不支持光线追踪的电脑更强的机器。因此,目前能够体验光线追踪技术的人,只是玩家群体中的极少一部分。

通过以上解释RTX光线追踪技术是什么,相信大家都对这个技术充满信心,可以预见的是,光线追踪未来可能完全取代光栅化,并作为渲染 3D 场景的标准算法。

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