NVIDIA совместно с Microsoft представила новую технологию трассировки лучей

На прошедшей конференции игровых разработчиков GDC компания представила RTX — технологию трассировки лучей, которая обеспечивает рендеринг кинематографического качества в реальном времени. Для поддержки разнообразных устройств и приложений NVIDIA заключила партнерство с Microsoft и внедрила разработку в новый DirectX Raytracing (DXR) API.

Компании понадобилось больше 10 лет разработок в области алгоритмов компьютерной графики и архитектур графических процессоров для создания RTX. Тони Тамаси (Tony Tamasi), вице-президент NVIDIA по контенту и технологиям, утверждает, что только самые современные графические процессоры обладают достаточной мощностью для обработки лучей в реальном времени. Поэтому технология доступна только на самой последней архитектуре GPU от «лагеря зеленых» — Volta.

Новая технология способна заменить большинство существующих методов трассировки лучей, использующих оптические вычисления для имитации поведения лучей в реальном мире. При этом RTX обеспечивает фотореалистичные молнии, тени и отражения, реализовать которые было невозможно с помощью традиционных методов.

Особенности RTX

Традиционные методы рендеринга растровой графики включают в себя шейдеры вертексов, геометрии, пикселей и т.д. RTX предлагает новый набор шейдеров, которые выполняются на разных этапах обработки:

• шейдер образования лучей. Он вызывает функцию, образующую луч, который активирует остальные шейдеры;
• шейдер пересечения и шейдер попадания, которые становятся активными после появления потенциального пересечения первого луча и сцены. Шейдер пересечения определяет, пересек ли луч какой-либо геометрический примитив. Шейдер попадания показывает, произошло ли пересечение, основываясь на текстуре объекта;
• после первого пересечения включаются либо шейдеры ближайшего попадания, либо промаха. Первый оценивает материал, ответ текстуры и т.д. Второй — ответ окружения. Оба шейдера могут вызывать другие лучи рекурсивно.

Возможности DXR API

DXR API — расширение DirectX 12. Это не замена, а дополнительный инструмент к существующим компонентам рендеринга и вычислений. Он обеспечивает высокую производительность, предлагая приложениям низкоуровневый контроль над процессами. Это становится возможным благодаря следующим особенностям:

• вся работа графического процессора по трассировке лучей интегрируется с другими вычислительными процессами, благодаря чему приложение может контролировать распределение нагрузок;
• шейдеры трассировки лучей подвергаются параллельной обработке процессором исходя из вычислительных мощностей;
• разработчики оптимизируют распределение нагрузки между трассировкой лучей, вычислениями, растеризацией и трансфером памяти;
• все компоненты приложения делят ресурсы между собой, поэтому нет необходимости в копировании и дополнительных преобразованиях;
• все ресурсы, а также компиляции шейдеров управляются напрямую приложением.

Сотрудничество с гигантами индустрии

Такие крупные компании игровой индустрии, как EA, 4A Games, Remedy Entertainment и Epic Games, уже показали прототипы проектов, разработанных с использованием новой технологии, на GDC. А так как RTX поддерживает DXR API, проекты, созданные по новой технологии, будут доступны всем пользователям Windows.

Обновление GameWorks SDK

Компания также анонсировала обновление набора средств разработки NVIDIA GameWorks SDK, которое привнесет поддержку технологии RTX и архитектуры NVIDIA Volta, а также последующих поколений графических процессоров.

Это не первая попытка NVIDIA и Microsoft объединить усилия для продвижения уникальных технологий. В 2016 году корпорации также заключали партнерство для улучшения распознавания человеческой речи ИИ.