欢迎访问广东万博机械实业股份有限公司官方网站!

新闻中心


深度解析Nvidia RTX Technology光线追踪技术
作者:万博  来源:万博manbetx官网  时间:2019-12-20 01:03  点击:

  原标题:深度解析Nvidia RTX Technology光线追踪技术

  NVIDIA在星期一宣布推出了NVIDIA RTX技术。这是一种光线追踪技术,可为游戏开发者提供电影级画质的实时渲染。官方表示,它是NVIDIA在计算机图形算法和GPU架构领域经过10年努力所取得的成果。

  它包含在NVIDIA Volta架构GPU上运行的光线追踪引擎。它的设计支持通过各种接口进行光线追踪,立足于此,NVIDIA与微软紧密合作,通过微软新的DirectX Raytracing (DXR) API提供全面的RTX支持。

  那么问题来了,这对游戏玩家意味着什么?RTX Technology又是一项怎么样的技术呢?

  光线追踪是大家熟悉而又陌生的技术,去过电影院的人肯定见过,然而除了计算机图形领域的研究者,外界对该技术的了解知之甚少。光线追踪是现代电影生成或增强特殊效果所依赖的一种技术,比如逼真的反射、折射和阴影。正是这些效果的运用打造出了科幻史诗片中的星际战士。这种技术会使飙车场景令人血脉喷张,使战争片的火焰、烟雾和爆炸场景看起来像身临其境。

  玩家看到的物体被光束照亮,现在转过身,追踪这些光束从玩家的眼睛向后到与光线交互的物体的路径,这就是光线追踪

  实时计算机图形一直使用一种称为“光栅化”的技术在二维屏幕上显示三维物体。该技术速度快,且效果足够好,尽管它仍然比不上光线追踪所能达到的水平。

  借助光栅化技术,可以在屏幕上通过用于创建物体3D模型的虚拟三角形或多边形网格创建物体。在这种虚拟网格中,每个三角形的角(称为顶点)与大小和形状不同的其他三角形的顶点相交。每个顶点关联着大量信息,包括其在空间中的位置以及有关颜色、纹理及其“正常形式”的信息,这些信息用于确定物体所朝向的表面的形式。

  计算机随后将3D模型的三角形转换为2D屏幕上的像素或点。可以根据存储在三角形顶点中的数据为每个像素分配一个初始颜色值。

  这种技术的计算量异常大。一个场景中的所有物体模型可以使用多达数百万个多边形,4K显示器中有近800万个像素。而且,屏幕上显示的每个帧或图像通常会在显示器上每秒刷新30到90次。

  此外,还要使用内存缓冲区(为加快运行速度预留出来的一点临时空间)在即将到来的帧于屏幕上显示之前预先渲染这些帧。还需使用深度或“z缓存”存储像素深度信息,以确保在屏幕上显示像素的x-y屏幕位置上的顶层物体,并且顶层物体背后的物体保持隐藏状态。

  光线可能会被某些物体阻挡,形成阴影,或可能会从一个物体反射到另一个物体。比如我们看到一个物体的图像反射在另一个物体表面的情景。然后会发生折射–光线穿过透明或半透明物体(如玻璃或水)时发生变化的情况。

  Turner Whitted在1979年发表的论文帮助光线追踪技术在翻拍电影领域的运用实现飞跃发展。利用Whitted的技术,当光线遇到场景中的物体时,根据物体表面上碰撞点处的颜色和光照信息可以计算出像素的颜色和照明度。如果光线在到达光源之前反射或通过不同物体的表面,则根据所有这些物体的颜色和光照信息可以计算出最终的像素颜色。20世纪80年代的其他两篇论文为计算机图形革命奠定了其余的知识基础,这场革命颠覆了电影的制作方式。

  1984年,Lucasfilm的Robert Cook、Thomas Porter和Loren Carpenter详细介绍了光线追踪如何结合众多常见的电影制作技术(包括动态模糊、场景深度、半影、半透明和模糊反射),而这些效果当时还只能依靠摄影机制作。

  随着GPU性能日益强悍,下一阶段理应是让更多人享受到光线追踪技术带来的好处。例如,借助光线追踪工具(如Autodesk的Arnold、Chaos Group的V-Ray或Pixar的Renderman)和性能强悍的GPU,产品设计师和建筑师使用光线追踪在几秒内即可生成逼真的产品模型,促进他们更加有效的协作,并省去昂贵的原型设计环节。

  光线追踪已经向建筑师和照明设计师证明了它的价值,他们正在利用这些功能对光线与设计如何交互进行建模。随着GPU的计算能力日益提升,视频游戏将成为此技术的下一个前沿阵地。

  声明:该文观点仅代表作者本人,搜狐号系信息发布平台,搜狐仅提供信息存储空间服务。

万博

上一篇:等待光线 全画幅摄影手记

下一篇:Optoscribe推出了光纤对准结构的OptoArray系列产品