Api vulkan трассировка лучей больше не требует видеокарт серии rtx от nvidia

Обновлено: 06.07.2024

Компания NVIDIA делает активные шаги по популяризации трассировки лучей в реальном времени.

NVIDIA выпускает расширение трассировки лучей для Vulkan

Компания NVIDIA анонсировала выпуск экспериментального расширения к низкоуровневому API Vulkan, которое позволяет выполнять трассировку лучей на ядрах Turing RT.

Это значит, что теперь трассировка может применяться на картах GeForce RTX не только в Windows, но и других операционных системах.

Макрофотография графического процессора NVIDIA Turing

Нуно Субтиль в блоге NVIDIA сообщил: «Vulkan позволяет разработчикам нацелиться на множество других платформ, включая Windows и Linux, расширяя дистрибуцию приложений с 3D ускорением. Релиз драйвера NVIDIA 411.63 обеспечивает экспериментальное расширение Vulkan, которое предоставляет технологию NVIDIA RTX для трассировки лучей в реальном времени посредством API Vulkan. Это расширение называется „ VK_NVX_raytracing“. Расширение нацелено на разработчиков, которые хотят ознакомиться с концепцией API и начать тестировать функционал».

О том, когда планируется выпустить окончательную версию VK_NVX_raytracing, пока не сообщается.

Khronos хочет стандартизировать трассировку лучей

Для решения проблемы Khronos Group планирует провести обсуждение «Трассировка лучей в Vulkan» в ходе GDC 2020 с инженерами всех трёх игроков на рынке графики: AMD, Intel и NVIDIA. Как будет реализована поддержка трассировки лучей, Khronos пока не сообщает. Однако учитывая, что недавно Khronos принял Vulkan 1.2, можно допустить, что будет реализовано видение DXR от Microsoft. Дело в том, что Vulkan 1.2 уже поддерживает HLSL (язык шейдеров DirectX ) с поддержкой Shader Model 6.2. Версия Shader Model 6.3 выйдет с кодом DXR HLSL, и именно этот код может быть применён для реализации трассировки лучей в Vulkan.

Почему Khronos идёт таким путём? Ответ прост. Чтобы обеспечить мультиплатформенность игр, которые смогут появиться в консоли Microsoft Xbox Series X, где применяется рендер DirectX 12. Такая совместимость заметно упростит разработку игр и сделает их если и не полностью совместимыми, то хотя бы легко адаптируемыми.

NVIDIA RTX добавляет к рендеру кадра 9,2 мс

Эффекты трассировки на примере движка Remedy

Говоря подробно, при отработке сцены дополнительное время требуется на контакт теней (2,3 мс), отражения (4,4 мс) и шумоподавление (2,5 мс). Конечно, картинка выглядит превосходно, однако все эти ресурсы тратятся на изображение разрешением 1080p на видеокарте GeForce RTX 2080 Ti. Что уж говорить о менее дорогих видеоускорителях.

NVIDIA представила игровые видеокарты на базе Turing

Как и ожидалось, компания NVIDIA провела презентацию новых игровых видеокарт на базе GPU Turing. Презентация прошла в понедельник вечером в преддверии Gamescom 2018.

Видеокарта NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti

В своей речи исполнительный директор NVIDIA Дзень-Хсунь Хуан отмёл возникший поток слухов, заявив, что «всё что есть в Сети, все спецификации — неверны». Возможно, он немного переборщил, ведь перед самым анонсом официальный сайт NVIDIA опубликовал фотографии и спецификации ускорителей. Примечательно, что в таблицах спецификаций ничего не сказано о тензорных ядрах, хотя сам Хуан многократно говорит об их наличии.

В дополнение к таблице спецификаций можно отметить, что все карты на базе Turing получат новый интерфейс VirtualLink для шлемов виртуальной реальности, однако, некоторые производители могут от него отказаться, равно, как отказаться и от DisplayPort 1.4 с поддержкой 8K видео.

Основному анонсу видеокарт предшествовала речь Хуана, в которой он рассказал об усовершенствованиях в новых видеоплатах Turing. Главным из них стала технология NVIDIA RTX, обслуживаемая специальными ядрами для обеспечения высококачественного рендера в реальном времени с глобальным освещением. Также ядра Tensor обеспечат быстрое создание детальных изображений.

Project Sol: A Real-Time Ray-Tracing Cinematic Scene Powered by NVIDIA RTX

Nvidia представляет технологию сглаживания Adaptive Temporal Anti-Aliasing

Компания NVIDIA разработала новую технологию сглаживания, получившую название Adaptive Temporal Anti-Aliasing (ATAA). Этот алгоритм построен поверх нынешнего Temporal Anti-Aliasing (TAA), однако для лучшего результата использует адаптивную трассировку лучей.

Метод Temporal Anti-Aliasing стал одним из самым популярных вариантов сглаживания, поскольку он даёт неплохой результат, практически не влияя на производительность системы. Но, как и другие методы сглаживания, TAA характеризуется замыливанием, и это размытие тем больше заметно, чем больше на экране движущихся объектов.

Сцена для рендера

Решением проблемы должен стать метод ATAA. Он должен исключить появление эффектов размытия и послесвечения, обеспечивая качество изображения, сравнимое с 8х Super-Sampling Anti-Aliasing (SSAA). Более удивительно то, что он остаётся в стандарте 33 мс, который является приемлемым для геймеров.

Демонстрация сглаживания ATAA

Секрет кроется в технологиях трассировки лучей и растеризации. Именно они, основанные на Microsoft DirectX Raytracing (DXR) API и NVIDIA RTX , являются краеугольными камнями Adaptive Temporal Anti-Aliasing.

Демонстрация работы ATAA приведена на основе сцены в Unreal Engine 4. Сцена представлена современным домом, рендер которого производится на карте NVIDIA Titan V стоимостью 3000 долларов. При отработке сцены задержки в методе 8x ATAA составили 18,4 мс, при 4-кратном суперсемплинге — 9,3 мс, и 4,6 мс при двукратном сглаживании. Разрешение составляло 1920х1080 пикс. Демонстрация включала изображения, полученные посредством ATAA, TAA, маску сегментации и адаптивную трассировку.

Ещё одна демонстрация сглаживания ATAA

В играх новая технология появится не очень скоро, ведь пока нет ни одного проекта, где использовалась бы трассировка лучей. Кроме того, пока в мире нет ни одной видеокарты (дешевле 3000 долларов), способной на это. Вся надежда на Turing.

ТРАССИРОВКА ЛУЧЕЙ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ наконец-то становится обычным явлением в высокопроизводительных играх для ПК и даже в некоторых играх для PS5 и Xbox Series X . Большинство из них отличаются высокой производительностью, позволяя игроку выбирать, хочет ли он более плавного игрового процесса или более точных деталей.

Возникает вопрос: должны ли игроки вообще заботиться о трассировке лучей? Ответ может звучать двояко, ведь сделав упор на реализм, вы снизите производительность, что отразится на игровом процессе в целом.

Почему трассировка лучей - это большое достижение в мире гейм-дизайна? (даже если это снижает производительность)

Хотя трассировка лучей - относительно новое модное слово в игровом мире, эта функция уже много лет является основой компьютерной графики в кино и на телевидении. Это процесс отслеживания пути световых лучей, когда они отражаются от сцены.

RTX позволяет компьютерам точно отображать такие вещи, как тени, отражения, блики и отраженный свет. В результате сцена выглядит более реалистично с меньшими затратами. Единственным недостатком является то, что трассировка лучей обычно требует такой большой вычислительной мощности, что киностудиям приходится тратить дни на рендеринг сцен с высокой детализацией.

Но неужели вы так важно заботиться о более точных тенях? Это может показаться незначительным, но то же самое касается и большинства улучшений визуальной графики. Мы склонны замечать, когда плохая графика выделяется , но когда графика хорошая, мы больше погружаемся в игру.

Что еще более важно, трассировка лучей упрощает работу разработчиков. В большинстве современных игр есть параметры графики без трассировки лучей, если у вас нет мощного оборудования для включения трассировки лучей, но для того, чтобы игра выглядела правильно, требуется гораздо больше работы. Чем больше работы требуется для того, чтобы искусственные тени в сцене выглядели правильно, тем меньше времени разработчик может позволить тратить на что-то еще.

В долгосрочной перспективе, по мере того, как игровое оборудование станет более мощным, графика с трассировкой лучей станет более стандартной и позволит разработчикам создавать великолепные шедевры графики практически без усилий и разработка крупных игр станет еще более доступной. Единственное что должен понимать обычный юзер, это то, что игра ВСЕГДА будет выглядеть лучше с включенной трассировкой лучей, чем без неё.

Почему трассировку лучей всё ещё можно выключать?

Трассировка лучей - это сложная задача. В частности, нынешнее поколение консолей пришло в непростое время. Вывод игр в формате 4K становится стандартом, даже если у вас нет 4K HDTV . Игры все чаще ориентируются на 60 кадров в секунду , а те, которые этого не делают, выглядят в современном мире более чем нелепо. Некоторые игры на консолях уже могут похвастаться частотой кадров в 120 FPS.

Все эти инновации требуют огромных вычислительных мощностей по сравнению с предыдущими поколениями. При прочих равных условиях для разрешения 4K требуется примерно в четыре раза больше вычислительной мощности, чем для 1080p . Игры, работающие со скоростью 60 кадров в секунду , требуют обработки примерно в два раза больше, чем 30 кадров в секунду , потому что они рендерят ровно в два раза больше кадров за тот же промежуток времени. А для 120 кадров нагрузка вдвое больше, чем при 60 кадрах в секунду .

Другими словами, есть много данных, которые новые консоли и видеокарты должны перемещать очень быстро, чтобы не отставать от современных функций.

Добавление трассировки лучей к этому похоже на попытку устроиться на четвертую работу, когда вы уже работаете на трех и спите по 4 часа в день.

В конце концов, что-то должно произойти. И именно сейчас консоли находятся на этапе перехода на технологии RTX, поэтому никто не даёт гарантий, что всё будет выглядеть так же красиво и гладко как на ПК.

В зависимости от того, какая у вас видеокарта, Cyberpunk 2077 может быть невыносимо медленным на ПК с включенной трассировкой лучей.
Call of Duty: Black Ops Cold War может работать со скоростью 120 кадров в секунду или на 60 fps , но с включенной трассировкой. Одновременно играть на 120 кадрах с трассировкой современные машины вам не позволят.

Даже на оборудовании, которое позволяет одновременно трассировку лучей и высокую частоту кадров, вы можете получить более плавную работу или меньше ошибок, если полностью пропустите трассировку лучей. Так или иначе жертвы есть.

Это больше говорит о том, что трассировка лучей все еще находится в зачаточном состоянии, чем о каких-либо проблемах с самой технологией. Со временем оборудование станет более мощным, и игры смогут работать с чрезвычайно высокой частотой кадров без отключения трассировки лучей. Но для текущего поколения консолей трассировка лучей всегда будет означать компромисс в производительности.

Так стоит ли вам включать трассировку лучей?

В конечном счете, трассировка лучей - это святой Грааль для реалистичного освещения, и если вы хотите увидеть игры, в которые вы играете, с наилучшим визуальным качеством, вы можете подключить трассировку лучей.

Лично мне нравится включать трассировку лучей в одиночных играх с красивым миром, даже на короткое время, просто чтобы осмотреться и разглядеть все мелкие детали. В частности, Control - это игра, которая не только отлично смотрится с включенной трассировкой лучей, но и была разработана, чтобы продемонстрировать, насколько лучше могут выглядеть игры, построенные на основе трассировки лучей.

Однако, в конечном итоге, если ваш компьютер или консоль стараются не отставать от требований трассировки лучей, вы, вероятно, не заметите, если она выключена. Это может быть менее реалистично, но видеоигры десятилетиями жили с неидеальным реализмом - до такой степени, что то, что мы думаем, выглядит «реальным» в игре, на самом деле может выглядеть еще лучше с включенным Ray Tracing .

Это действительно круто, это проще для разработчиков, и это делает мир намного более захватывающим. Просто расслабьтесь, зная, что со временем игры будут выглядеть все лучше и лучше.

Трассировка лучей — одна из самых популярных функций современных видеокарт. Оптимизация технологии трассировки световых лучей обеспечивает более реалистичную картинку, которую можно увидеть в играх с высокими графическими требованиями. Рассказываем о тех видеокартах, которые уже поддерживают эту опцию.

Ввидеокарты Nvidia с функцией трассировки лучей

С момента запуска линейки RTX (Turing) компания Nvidia интегрировала в свою продукцию функцию трассировки лучей. Поэтому существует множество видеокарт, которые поддерживают эту опцию.

Серия RTX: среди них Nvidia GeForce RTX 2060, Nvidia GeForce RTX 2070, Nvidia GeForce RTX 2080 и Nvidia GeForce RTX 2080 Ti. Кроме того, сюда относятся все SUPER-варианты.
Pascal-GTX: Классика, поддерживающая трассировку лучей, включает, конечно, Nvidia GeForce GTX 1060 с 6 Гбайт VRAM, Nvidia GeForce GTX 1070, Nvidia GeForce GTX 1070 Ti, Nvidia GeForce GTX 1080 и Nvidia GeForce GTX 1080 Ti.
Turing-GTX: Конечно, к серии видеокарт, поддерживающих трассировку лучей, относятся Nvidia GeForce GTX 1660 и Nvidia GeForce GTX 1660 Ti. Не забудем и про GTX 1660 SUPER.
Titan: В серии Titan эту опцию поддерживают Nvidia Titan X, XP и V.
GeForce RTX 30 Series: Nvidia оснастила все варианты флагмана RTX 30 функцией трассировки лучей. К ним относятся Nvidia GeForce RTX 3070, 3080 и 3090.

Примечание: на некоторых видеокартах Nvidia функция трассировки лучей разблокируется только после установки драйвера Geforce 425.31. Это относится к моделям Titan Xp, Titan X (Pascal), Geforce GTX 1660 Ti, Geforce GTX 1660, Geforce GTX 1080 Ti, Geforce GTX 1080, Geforce GTX 1070 Ti, Geforce GTX 1070 и Geforce GTX 1060 6GB.

Видеокарты AMD с трассировкой лучей

В то время как Nvidia уже некоторое время оснащает свои видеокарты функцией трассировки лучей, пользователям AMD придется набраться терпения. Графические процессоры AMD, поддерживающие эту технологию, еще только появляются.

Только новейшие видеокарты AMD серии RX 6000 будут поддерживать трассировку лучей. К ним относятся AMD Radeon RX 6800, AMD RADEON RX 6800 XT и AMD RADEON RX 6900 XT. Серия RX 6800 поступила в продажу в ноябре 2020 года, RX 6900 — в декабре 2020 года.

Nvidia RTX — платформа, содержащая ряд полезных инструментов для разработчиков, которые открывают доступ к новому уровню компьютерной графики. Nvidia RTX доступна только для нового поколения видеокарт Nvidia GeForce RTX, построенного на архитектуре Turing. Основная особенность платформы — наличие возможности трассировки лучей в реальном времени (также называемой рейтресингом).

Что за трассировка лучей?

Трассировка лучей — функция, которая позволяет имитировать поведение света, создавая правдоподобное освещение. Сейчас в играх лучи двигаются не в реальном времени, из-за чего картинка, зачастую, хоть и выглядит красиво, но всё равно недостаточно реалистична — используемые сейчас технологии требовали бы огромное количество ресурсов для рейтресинга.

Это исправляет новая серия видеокарт Nvidia GeForce RTX, обладающая достаточной мощностью для расчёта пути лучей.

Как это работает?

Отразиться — это спровоцирует появление отражения на поверхности;
Остановиться — это создаст тень с той стороны объекта, на которую свет не попал
Преломиться — это изменит направление луча или повлияет на цвет.

Это побудило Nvidia внедрить дополнительные ядра в видеокарты GeForce RTX, которые возьмут на себя большую часть нагрузки, улучшая производительность. Они также снабжены искусственным интеллектом, задача которого — высчитывать возможные ошибки во время процесса трассировки, что поможет их избежать заранее. Это, как заявляют разработчики, также повысит скорость работы.

И как трассировка лучей влияет на качество?

Во время презентации видеокарт Nvidia продемонстрировала ряд примеров работы трассировки лучей: в частности, стало известно, что некоторые грядущие игры, включая Shadow of the Tomb Raider и Battlefield 5 будут работать на платформе RTX. Функция эта, тем не менее, будет в игре необязательной, так как для трассировки нужна одна из новых видеокарт. Трейлеры, показанные компанией во время презентации, можно посмотреть ниже:

Shadow of the Tomb Raider, релиз которой состоится 14 сентября этого года:

Battlefield 5, которая выйдет 19 октября:

Metro Exodus, чей выход намечен на 19 февраля 2019 года:

Control, дата выхода которой пока неизвестна:

Вместе с этим всем, Nvidia рассказала, какие ещё игры получат функцию трассировки лучей.

Как включить RTX?

Ввиду технических особенностей данной технологии, рейтресинг будут поддерживать только видеокарты с архитектурой Turing — имеющиеся сейчас устройства не справляются с объёмом работы, который требует трассировка. На данный момент, единственные видеокарты с данной архитектурой — серия Nvidia GeForce RTX, модели которой доступны для предзаказа от 48 000 до 96 000 рублей.

А есть ли аналоги у AMD?

У AMD есть свой собственный вариант технологии трассировки лучей в реальном времени, который присутствует в их движке Radeon ProRender. Компания анонсировала свою разработку ещё на GDC 2018, которая прошла в марте. Основное отличие метода AMD от Nvidia заключается в том, что AMD даёт доступ не только к трассировке, но и к растеризации — технологии, которая применяется сейчас во всех играх. Это позволяет как использовать трассировку, получая более качественное освещение, так и экономить ресурсы в местах, где трассировка будет излишней нагрузкой на видеокарту.

Технология, которая будет работать на API Vulkan, пока находится в разработке.

Читайте также: