Развлекательный порталРазвлекательный портал


Общее
Игры
Apple
Android
Развлечения
Прохождение
Карта сайта

Enlisted: Reinforced вышла в раннем доступе Steam
*Звездный путь: Пикар* может вернуться в виде телевизионного фильма
Для ПК-версии Horizon Forbidden West: Complete Edition вышло свежее обновление

Лучи счастья — просто о трассировке лучей
🕑 30.11.2018 Общее 👀 139 просмотров

Анонс игровых видеокарт от NVIDIA на базе архитектуры Turing вызвал немало вопросов, и даже спустя некоторое время после выхода «старших» моделей многие из тех вопросов остаются актуальными. Бюджетные видеокарты этой серии ещё не анонсированы, а цены на RTX 2080 Ti, 2080 и 2070 остаются крайне высокими. При этом большинство игр, которые могли бы наглядно продемонстрировать главную особенность нового поколения видеокарт, ещё не вышли (Atomic Heart), или поддержка в них должна появиться лишь в будущем (Shadow of the Tomb Raider).

В этом материале мы попробуем разобраться, почему такой шум в контексте новых видеокарт вызвала именно поддержка трассировки лучей, а не прочие нововведения — память GDDR6, VirtualLink, NVLink и 8K HEVC.

В чём идея трассировки лучей?

Суть технологии звучит достаточно просто: она отслеживает взаимодействие лучей с поверхностями, на которые эти лучи падают. Соответственно, они могут отражаться, преломляться или проходить насквозь.

Презентация NVIDIA на gamescom, где на примере Battlefield V показывали возможности трассировки лучей в реальном времени.
Презентация NVIDIA на gamescom, где на примере Battlefield V показывали возможности трассировки лучей в реальном времени.

Как видим, главное отличие — появились отражения огня на других объектах. Эти отражения возникли в результате выстрела из танкового орудия. Иначе говоря, добавился новый источник света, и лучи, исходящие от него, были отражены в глянцевом кузове машины, в диске оставшегося колеса и луже. И каким бы странным ни был такой огонь даже на фоне прошлых частей Battlefield, сами эффекты трассировки были показаны очень наглядно и зрелищно.

Но чтобы лучше понять масштаб нововведений, которые могут нас ждать в будущем, проведём небольшой экскурс в историю.

Как родилась технология?

Сама идея трассировки лучей далеко не нова и вполне успешно применялась в области моделирования, а если точнее, в визуализации и рендеринге.

Началось всё с метода «бросания лучей» (ray casting), который был создан для вычисления гамма-лучей, то есть для изучения радиации. Первый вариант для рендеринга был представлен в 1968 году учёным Артуром Аппелем (Arthur Appel). Суть метода заключалась в генерации луча из точки наблюдения (один луч на один пиксель) и поиске самого близкого объекта, который блокирует его дальнейшее распространение. На основе этих данных с помощью алгоритмов компьютерной графики можно было определить затенение данного объекта. Сам термин ray casting появился лишь в 1982 году.

При создании компьютерной графики для фильма «Трон» 1982 года использовался именно метод бросания лучей.
При создании компьютерной графики для фильма «Трон» 1982 года использовался именно метод бросания лучей.

Следующий важный этап начался в 1979-м. Дело в том, что алгоритмы бросания лучей прослеживали путь луча от наблюдателя лишь до столкновения с объектом. Учёный Тёрнер Уиттед (Turner Whitted) продолжил этот процесс. В его алгоритме луч после попадания на поверхность мог создать три новых типа лучей: отражение, преломление и тень. Соответственно, можно понять, что трассировка лучей — это более сложная серия задач, которая не только использует ray casting для определения точки пересечения луча и объекта, но и вычисляет вторичные и третичные лучи, которые могут быть применены для сбора данных. Те, в свою очередь, нужны для расчёта отражённого или преломлённого света.

В начале 80-х в Осакском университете группа профессоров и студентов создала LINKS-1 — компьютер, работающий на 514 микропроцессорах. Устройство было предназначено для создания трёхмерной графики с использованием трассировки лучей. В 1985 году в павильоне Fujitsu на международной выставке в японском городе Цукуба был представлен первый видеоролик для планетарных залов, полностью смоделированный на LINKS-1.

Так тогда выглядел павильон Fujitsu.
Так тогда выглядел павильон Fujitsu.

В 1984 году была продемонстрирована BRL-CAD — созданная Баллистической исследовательской лабораторией США система моделирования. Спустя три года для неё был представлен трассировщик (raytracer), особенностью которого была хорошая оптимизация. Общая производительность при рендере доходила до нескольких кадров в секунду, пусть и достигнута она была с помощью нескольких машин с разделяемой памятью. Сама BRL-CAD сегодня относится к программам с открытым исходным кодом и иногда обновляется.

Где трассировка оказалась полезной?

Это Walkie-Talkie — небоскрёб, расположенный на улице Фенчёрч в Лондоне.
Это Walkie-Talkie — небоскрёб, расположенный на улице Фенчёрч в Лондоне.

Здание отражает солнечный свет так, что на соседней улице плавятся вещи, а люди не стесняются разогревать еду на тротуаре. Одним из пострадавших стал припаркованный Jaguar XJ, у которого от перегрева растеклись зеркала и эмблема.

Но Walkie-Talkie — не единственное сооружение, доставившее проблемы из-за солнечных лучей. К таким зданиям относятся концертный зал Walt Disney в Лос-Анджелесе и отель Vdara в Лас-Вегасе. Подобный эффект получил название «лучи смерти» (death rays). В 2015 году NVIDIA приводила эти здания как примеры ошибки, которой можно было бы избежать с помощью её новой технологии физически корректного рендеринга.

Выходит, что трассировка уже применяется в 3D-моделировании, но за это время и «железо» стало мощнее, и задачи сложнее. О сложностях и поговорим.

Проблемы трассировки лучей

Главной проблемой трассировки лучей является производительность. Для вычислительной техники нет ничего сложного в том, чтобы просчитать поведение одного луча. Но даже если взять сцену, в которой присутствует один источник света и малое количество предметов, в пределах 10, то лучей будет огромное количество. После каждой смены положения камеры необходимо заново просчитывать все эти лучи.

Когда речь идёт о сложном моделировании важных для науки вещей или о создании фильмов (где используется pathtracing, но и каждое движение известно заранее), там есть время на то, чтобы компьютеры долгое время визуализировали каждую секунду.

Этого мы и ждём от трассировки в реальном времени.
Этого мы и ждём от трассировки в реальном времени.

Роль Unity, Microsoft и NVIDIA в том, что мы видим сегодня

Сейчас мы подошли к моменту, когда стоит начать говорить именно о трассировке в реальном времени. В играх положение нашего персонажа постоянно меняется, сами объекты тоже двигаются. Всё это делает нашу и без того скверную в плане производительности ситуацию ещё хуже.

В 2008 году Intel показала демонстрационные материалы исследовательского проекта Quake Wars: Ray Traced, основанного на контенте Enemy Territory: Quake Wars. Производительность была на уровне 14—29 кадров в секунду при использовании нескольких четырёхъядерных процессоров и 20—35 кадров с шестиядерными процессорами. Видеокарта была также от Intel, на архитектуре Larrabee, конечные продукты которой так и не поступили в продажу.

 

В 2009 году NVIDIA анонсировала Optix — бесплатный пакет программного обеспечения для работы с трассировкой на видеокартах. Совместимыми программами стали Adobe After Effects, Autodesk Maya, 3ds Max и другие.

Новейшая история трассировки лучей в играх началась с Brigade, игрового движка, который смог продемонстрировать достойные результаты трассировки в реальном времени. Само собой, они были не такими красивыми, как картинка в Unreal Engine 4 со статическим освещением, но в Brigade можно было менять количество и характеристики источников света и результат был виден сразу. А в UE4 для полноценного итога требовался рендер с помощью актуальной версии V-Ray.

Само собой, такие результаты не могли остаться незамеченными, и Brigade стала частью графического движка OctaneRender, который вошёл в известный вам Unity. В свою очередь, Unreal Engine принял в себя наработки GPUOpen — пакета программного обеспечения, предлагающего расширенные визуальные эффекты.

Microsoft сделала дополнение к API DirectX 12 в виде DXR (DirectX Raytracing). Позже AMD (создатель GPUOpen) ввела поддержку рейтрейсинга в свой API Vulkan.

А уже в этом году NVIDIA анонсировала и выпустила игровые видеокарты на архитектуре Turing, подразумевающей наличие RT-ядер для работы именно над трассировкой лучей и тензорных ядер (Tensor cores). Последний тип ядер достался в наследство от предыдущей архитектуры — Volta, на базе которой существует всего две разновидности продуктов (Titan V и Quadro GV100), и стоят они очень дорого. Тензорные ядра предназначены для более быстрого решения задач глубинного обучения.

О производительности

Как мы помним, при любом движении камеры все лучи в сцене приходится просчитывать заново. Если же в один момент просто замереть, просчёт, скажем так, этого кадра не остановится и будет бесконечно уточнять то, что мы и так уже видим после пары минут простоя. Даже на более слабых в сравнении с RTX картах спустя несколько секунд можно понять, как будет выглядеть итоговая картинка, только на ней будет присутствовать большое количество «шумов».

Пример работы движка Brigade. Заметна зернистость картинки.
Пример работы движка Brigade. Заметна зернистость картинки.

И здесь мы вспоминаем про Optix, в котором с версии 5.0 используется AI-Accelerated Denoiser. Это технология, призванная с помощью натренированных нейронных сетей рисовать картинку, похожую на то, что создавалось с помощью трассировки. В плане затрат мощности такой подход намного проще, но итоговый результат будет хуже, чем полученный с помощью «честной» трассировки.

Denoiser в действии.
Denoiser в действии.

Что имеем сегодня?

В играх, где нет трассировки лучей, производительность серии Turing дала стандартный прирост производительности для смены поколения в пределах 20% (хоть и не без неожиданностей).

Из игр с трассировкой лучей имеем только Battlefield V. Стоит заметить, что при включении настроек RTX производительность сильно падает. В плане картинки лучше самостоятельно сравнивать то, что получилось, с тем, что показывали на презентации.

На презентации разница была очень заметна.
На презентации разница была очень заметна.

В профессиональном софте, как и ожидалось, изменения дали результат в лучшую сторону. Но при выборе помните, что прирост одинаковый не во всех программах: где-то он составляет до 20 % (может и выше), а где-то — десятую долю процента. Например, в OctaneRender сцена Spaceships обработалась на RTX 2080 быстрее на 12 % в сравнении с GTX 1080 Ti.

Больше примеров

В Atomic Heart кроме более мягкой тени можно заметить, что в варианте без RTX справа от робота в стену будто кто-то бросил пакет кефира. Cо включёнными настройками RTX свет от источников в той области более-менее ровный.

Робот из Atomic Heart.
Робот из Atomic Heart.
 

В «Метро: Исход» трассировка лучей смогла повлиять даже на атмосферу. Лично мне новый облик кажется слишком жизнерадостным, но это заметно только при сравнении «до» и «после».

Экстерьер дома из Metro: Exodus.
Экстерьер дома из Metro: Exodus.
 

Определённо, трассировка лучей в реальном времени может стать важной ступенью на пути игр к фотореалистичной картинке. Но мы надеемся на скорый приход реалистичных теней, отражений в зеркалах и возможности разглядеть противника за спиной, уставившись на отполированную поверхность.

Текущие результаты слишком ранние, чтобы полноценно говорить о том, стоило ли отложить внедрение трассировки в реальном времени ещё на несколько лет, до появления готовых продуктов со стороны видеокарт, софта и игр. Многое зависит от того, заинтересованы ли в технологии AMD и Intel, — конкуренция дала бы больше уверенности в том, что про текущие наработки не забудут с выходом PlayStation 5 и видеокарт от Intel.

В любом случае Unity в своём докладе упомянула подходящий к концу 2018 год как этап, когда в играх только начала появляться трассировка лучей в реальном времени. По словам компании, широкое распространение технология получит лишь в 2020 году.

👍 0 👎 0

>>>Ссылка для отзывов и предложений<<<


Ещё новости с тэгом Общее


Что такое землетрясение, каковы причины его возникновения и их последствия?Что такое землетрясение, каковы причины его возникновения и их последствия?
🕑 07.02.2023 Общее Происшествия 👀 428 просмотров

Заброшенный вокзал, расписанный народными художественными узорами в ВенгрииЗаброшенный вокзал, расписанный народными художественными узорами в Венгрии
🕑 07.02.2023 Общее Фотоподборки 👀 317 просмотров

Красочные водопады Плитвицких озер в ХорватииКрасочные водопады Плитвицких озер в Хорватии
🕑 07.02.2023 Общее Красота 👀 380 просмотров

Антиправительственный митинг в Москве 10 марта 1991 годаАнтиправительственный митинг в Москве 10 марта 1991 года
🕑 07.02.2023 Общее Фоторепортажи Места События 👀 2863 просмотров

Фото-загадка: Какие символы зашифровали на этикетке зимней «Кока-колы»Фото-загадка: Какие символы зашифровали на этикетке зимней «Кока-колы»
🕑 07.02.2023 Общее Интересное 👀 630 просмотров

Перевал через Альпы и «бесконечное» шоссе: 5 опасных, но захватывающих путейПеревал через Альпы и «бесконечное» шоссе: 5 опасных, но захватывающих путей
🕑 07.02.2023 Общее Мир Страны Города 👀 448 просмотров

Чебуреки — все секреты идеального теста и фарша!Чебуреки — все секреты идеального теста и фарша!
🕑 07.02.2023 Общее Еда Рецепты 👀 514 просмотров

От Lamborghini до Mitsubishi: производители автомобилей, которые делают трактора не хуже спорткаровОт Lamborghini до Mitsubishi: производители автомобилей, которые делают трактора не хуже спорткаров
🕑 06.02.2023 Общее Автомир 👀 236 просмотров

Истории из цикла — с неожиданным концомИстории из цикла — с неожиданным концом
🕑 03.02.2023 Общее Юмор 👀 508 просмотров

Совет хозяйкам: никогда больше не развешивайте мокрые вещи на сушилки и радиаторы в квартиреСовет хозяйкам: никогда больше не развешивайте мокрые вещи на сушилки и радиаторы в квартире
🕑 03.02.2023 Общее Интересное 👀 329 просмотров

Как понять смысл слов некоторых слов без словаряКак понять смысл слов некоторых слов без словаря
🕑 03.02.2023 Общее Общество 👀 858 просмотров

Моя правда самая правдивая: эта история произошла на судеМоя правда самая правдивая: эта история произошла на суде
🕑 03.02.2023 Общее Истории Рассказы Анекдоты 👀 294 просмотров

Как немцы поступили с миллионами касок вермахта, оставшимися после войныКак немцы поступили с миллионами касок вермахта, оставшимися после войны
🕑 29.01.2023 Общее История 👀 400 просмотров

Зачем в США в начале XX века малышей отправляли почтойЗачем в США в начале XX века малышей отправляли почтой
🕑 28.01.2023 Общее США 👀 421 просмотров

«Миротворец»: что собой представляет и на что способен самый культовый револьвер Дикого Запада«Миротворец»: что собой представляет и на что способен самый культовый револьвер Дикого Запада
🕑 26.01.2023 Общее США 👀 582 просмотров

Почему Америка и Европа такие богатые и откуда у них столько денегПочему Америка и Европа такие богатые и откуда у них столько денег
🕑 19.01.2023 Общее Интересное 👀 1546 просмотров

Астрологический прогноз на 19 — 25 февраляАстрологический прогноз на 19 — 25 февраля
🕑 16.12.2017 Общее 👀 775 просмотров

Иван Ургант снова высмеял Анатолия КашпировскогоИван Ургант снова высмеял Анатолия Кашпировского
🕑 29.12.2017 Общее 👀 677 просмотров

Ольга Анохина: «Проблемы от бывшей родни»Ольга Анохина: «Проблемы от бывшей родни»
🕑 20.12.2017 Общее 👀 676 просмотров

Владимир Финогеев: Часовые амбарыВладимир Финогеев: Часовые амбары
🕑 08.01.2018 Общее 👀 751 просмотров

Популярное 2 недели


Малоизвестный китайский бренд уделал Xiaomi и Samsung: самые крутые технологии в смартфонах InfinixМалоизвестный китайский бренд уделал Xiaomi и Samsung: самые крутые технологии в смартфонах Infinix
🕑 26.03.2024 Android Это Интересно Мобильные Технологии Новичкам Смартфоны Infinix 👀 72 просмотров

Сливочный гратен из цветной капусты и лука: рецепт классическийСливочный гратен из цветной капусты и лука: рецепт классический
🕑 23.03.2024 Развлечения Мой Дом Готовим Вместе 👀 79 просмотров

Только купили свои первые Apple Watch? Смотрите, как их правильно настроитьТолько купили свои первые Apple Watch? Смотрите, как их правильно настроить
🕑 22.03.2024 Apple Советы Трюки Watch WatchOS Работе 👀 61 просмотров

В обновление 1.50 для Euro Truck Simulator 2 получит обновление Wielton Trailer PackВ обновление 1.50 для Euro Truck Simulator 2 получит обновление Wielton Trailer Pack
🕑 22.03.2024 Игры 👀 87 просмотров

Состоялся релиз фильма *Дом у дороги* с Джейком Джилленхолом и Конором Макгрегором - фильм уже доступен в сетиСостоялся релиз фильма *Дом у дороги* с Джейком Джилленхолом и Конором Макгрегором - фильм уже доступен в сети
🕑 22.03.2024 Игры 👀 110 просмотров

Четвёртый закулисный ролик Rise of the Ronin расскажет о создании игрыЧетвёртый закулисный ролик Rise of the Ronin расскажет о создании игры
🕑 19.03.2024 Игры 👀 326 просмотров

Обзор очень тихой беспроводной клавиатуры Ugreen. Подключил ее ко всем гаджетам в доме и не жалеюОбзор очень тихой беспроводной клавиатуры Ugreen. Подключил ее ко всем гаджетам в доме и не жалею
🕑 17.03.2024 Apple Обзоры Гаджетов Лучшее АлиЭкспресс Техники Скидки 👀 81 просмотров

Как искать промокоды на скидку и сканировать чеки в Едадил, чтобы получать кэшбэк за покупкиКак искать промокоды на скидку и сканировать чеки в Едадил, чтобы получать кэшбэк за покупки
🕑 16.03.2024 Apple Советы Трюки Скидки АлиЭкспресс Работе Цены 👀 63 просмотров

Игра «Найди и посчитай фигуры»Игра «Найди и посчитай фигуры»
🕑 16.03.2024 Развлечения Яркое Детство Игры Творчество 👀 164 просмотров

Рецепт шоколадных блинчиков Рецепт шоколадных блинчиков
🕑 16.03.2024 Развлечения Яркое Детство Рецепты 👀 157 просмотров

В *Битлджус 2* раскроют прошлое героя; Майкл Китон увидел часть отснятого материала и остался в полном восторгеВ *Битлджус 2* раскроют прошлое героя; Майкл Китон увидел часть отснятого материала и остался в полном восторге
🕑 16.03.2024 Игры 👀 107 просмотров

Рыбы по гороскопу: сильные и слабые стороны, характеристика и главное качество знака зодиакаРыбы по гороскопу: сильные и слабые стороны, характеристика и главное качество знака зодиака
🕑 16.03.2024 Развлечения Гороскопы Гороскоп 👀 92 просмотров

Названа причина смерти Ширвиндта — близкие не хотят верить новостямНазвана причина смерти Ширвиндта — близкие не хотят верить новостям
🕑 15.03.2024 Развлечения Звезды Новости 👀 72 просмотров

Вот так брутал! Расторгуев удивил своим видом после слухов о пластикеВот так брутал! Расторгуев удивил своим видом после слухов о пластике
🕑 15.03.2024 Развлечения Звезды Новости 👀 131 просмотров

>>>Ссылка для отзывов и предложений<<<

Новости в картинках


Enlisted: Reinforced вышла в раннем доступе Steam
*Звездный путь: Пикар* может вернуться в виде телевизионного фильма
Для ПК-версии Horizon Forbidden West: Complete Edition вышло свежее обновление
СМИ: *Стартрек 4* станет заключительной главой перезагруженной вселенной
Бывший муж оставил послание Собчак после долгого молчания — невероятные любовь и нежность
Создатель AI: The Somnium Files, похоже, намекает на скорый анонс новой части
Stellar Blade может получить продолжение, если будет спрос
*Мы чувствовали, что в наших руках нечто особенное*: CDPR рассказала о работе над Phantom Liberty
Больше 100 ролей в кино: скончался актер Юрий Ваксман
MSI представила NVMe-накопители Spatium M580 Frozr со скоростью до 14,6 Гбайт/с
Опубликованы персонажные постеры мультфильма *Гарфилд*
Большой открытый мир и новые экспериментальные механики: инсайдер поделился подробностями Monster Hunter Wilds
Colorful выпустила белые материнские платы B650 CVN Gaming Frozen для AMD Ryzen 8000
Бывший глава EA Russia возглавил издателя Atomic Heart и Warface
Шепелев впервые появился с тремя детьми на публике — ничего от папки не взяли
История Раисы Горбачевой, борьба за нефть, телефонные мошенники и котики: 6 новых интересных документалок
Игроки Cities: Skylines 2 уничтожили рейтинг нового DLC Beach Properties в Steam
Don*t Starve получит настольную игру от Glass Cannon Unplugged
Outward Definitive Edition добралась до Nintendo Switch
Stardew Valley получила еще одно обновление на ПК
«Ненормальный», «Обоюдное согласие 2» и Юэн Макгрегор в Москве: премьеры кино и сериалов с 28 марта по 3 апреля
Фильм «Простая просьба» с Блейк Лайвли и Анной Кендрик получит сиквел
Волочкова дала шанс молодому ухажеру — пара строит планы на будущее
Пиксельные дождь, пламя и кровь в геймплейном трейлере игры Holstin
Sega планирует сократить 240 рабочих мест в британских студиях, включая Creative Assembly
Не резиновая: эксперт объяснил, кого осчастливит переезд в большой город
Пробирают до мурашек: 8 ошеломляющих сериалов, основанных на реальных событиях
Чем заменить AirPods? Лучшие беспроводные наушники для Айфона, которые можно купить недорого
Что дает подписка Озон Премиум и как ее подключить за 1 рубль, чтобы экономить на покупках
Что делать, если ребенок не хочет в школу после каникул?
В России учредили премию в области разработки игр - *НАШ ИГРОПРОМ*
Earthblade, от авторов Celeste, не выйдет в 2024 году
«Мы не поддержали его»: Светлаков раскрыл причины побега Цекало в Штаты
Авторы Persona 5: The Phantom X опубликовали вступительный ролик
Для Warframe вышло обновление *Данте на свободе* с новым персонажем
Новый ролик Honkai: Star Rail посвящён Галлахеру
Стало наконец стыдно: неузнаваемая Пугачева сказала то, что от неё ждали
Издательские права на серию Remnant, студия Cryptic Studios и некоторые другие остаются в собственности Embracer
30 марта — День прогулок по парку
Руководство NCSOFT подтвердило разработку MMORPG Guild Wars 3
ARCTIC представляет вентилятор P14 Max с мощным статическим давлением
Моложе его невест: охотник на богатых старушек Прохор Шаляпин показал свою мать
Театральная школа Олега Табакова поможет пострадавшим при теракте в «Крокус Сити Холле»
Сделает Джастина Бибера, наконец, отцом? Хейли спровоцировала слух о своей беременности
Bulwark: Falconeer Chronicles была официально подтверждена как вторая игра в трилогии
Режиссер «Красного призрака» рассказал о съемках продолжения
Президент 2K Games подтвердил работу над Borderlands 4
Показан игровой процесс сиквела метроидвании Ender Magnolia: Bloom in this Mist
Эксперт объяснила, как переставить кровать, чтобы спать лучше
Солнце встало не с той стороны: Ди Каприо решил жениться!
Игра Ranch Simulator, созданная двумя разработчиками, разошлась тиражом более 1 миллиона копий
Джерри Брукхаймер: сейчас пишется сценарий *Сокровище нации 3* - фильм выйдет только при участии в нем Николаса Кейджа
Создатели стратегии Company of Heroes отделяются от SEGA и становятся независимыми разработчиками
Портал IGN показал несколько новых геймплейных кадров грядущей Judas
Экшен с открытым миром Wuthering Waves в духе Genshin Impact может выйти в мае
Поселивший семью в США Крутой объявился с новостью — настроен решительно
Аналитики: рынок консолей с 2017 года вырос на 59%, а ПК находится в стагнации
*Самый бесцельный проект*: некоторым разработчикам Marvel Rivals даже заплатили
Релиз Europa, очаровательной инди-игры с открытым миром, отложили до лета
Для *Смуты* изменили еще один образ, за который можно будет играть

ePN © 2023 Все права защищены.