Nvidia's RTX GPU-serie: hoe realtime raytracing gaming verandert

Advertentie

Eerder dit jaar onthulde Nvidia zijn nieuwe lijn Graphics Processing Units (GPU's), onder de nieuwe naam: RTX. Dit is een upgrade van de eerdere GTX-serie GPU's, maar de branding is niet de enige verandering.

Nvidia heeft deze GPU's nu uitgerust met de mogelijkheid om realtime uit te voeren ray tracing. Maar wat is ray tracing en waarom is het zo belangrijk?

Wat kwam er vóór Ray Tracing?

Het woord "rendering" wordt veel gebruikt bij het bespreken van grafische kaarten of gamen. Bij het renderen wordt een driedimensionaal object omgezet in een tweedimensionaal beeld dat realistisch op uw scherm wordt weergegeven. Games zijn interactief en ze geven objecten weer terwijl de beweging van een speler het perspectief op het scherm verandert.

Dit betekent dat er een manier nodig is om ervoor te zorgen dat de afbeeldingen er realistisch uitzien. Ontwikkelaars hebben dit bereikt met real-time weergave, maar al decennia gebruiken ze dezelfde technologie: rasterisatie.

Rasterisatie is een technologie die in de kern berust op driehoeken. Het ziet 3D-objecten als een grote verzameling polygonen die zijn gemaakt van driehoeken. Het verzamelt verschillende soorten gegevens, zoals positie, kleur, textuur en dergelijke, van de drie punten AKA-hoekpunten van de driehoeken.

Niet al deze gegevens zijn nodig, dus verfijnt het de gegevens. Het stelt het scherm in als referentiekader en bepaalt vervolgens hoe de pixels moeten worden weergegeven. Zodra dit is gebeurd, is er een beetje verwerking en verschijnt de afbeelding op uw scherm. Het is veel werk, maar de GPU's (hoe je een GPU, CPU en APU van elkaar kunt onderscheiden Wat is het verschil tussen een APU, een CPU en een GPU?In de afgelopen vijf of meer jaren zijn er een aantal verschillende termen rondgedraaid om computerhardware te beschrijven. Sommige van deze voorwaarden omvatten maar zijn niet beperkt tot APU, CPU en GPU. Maar... Lees verder ) genoeg kracht hebben om het binnen een fractie van een seconde gedaan te krijgen en het binnen een seconde meerdere keren te vernieuwen om de beweging zeer vloeiend te laten lijken.

Ray Tracing vs. Rasteren

In de echte wereld kun je dingen zien als gevolg van licht dat erop valt. Echte verlichting is erg complex, waarbij elke lichtstraal meerdere keren reflecteert en weerkaatst voordat het onze ogen bereikt, waardoor we de grote hoeveelheid details zien. Dit repliceren is een heel zware klus, maar met ray tracing is de technologie nu dichterbij dan ooit.

Zoals de naam al doet vermoeden, is ray tracing afhankelijk van het traceren van elke afzonderlijke lichtstraal die objecten raakt in een virtuele driedimensionale scène. Straaltracering volgt het pad van lichtstralen van de lichtbron naar de objecten en elke reflectie en breking die ze doorlopen, voordat ze uiteindelijk het scherm bereiken.

Als er meerdere lichtbronnen zijn, zal raytracing ze allemaal verklaren. In plaats van elke pixel te behandelen als een punt op een netwerk van veelhoeken, zoals rasteren, straalt tracering behandelt elke pixel als een lichtstraal, vergelijkbaar met hoe het menselijk oog daadwerkelijk ziet dingen.

Waarom is Ray Tracing nu plotseling relevant?

De film- en animatie-industrie gebruikt al ray tracing-technologie voor het renderen van scènes om ze er zo realistisch mogelijk uit te laten zien. Merk op dat dit geen real-time ray tracing vereist; uw huidige GPU kan waarschijnlijk ook ray tracing aan.

Afhankelijk van hoe zwaar de scène die u probeert weer te geven, kan het echter enkele dagen duren om slechts enkele seconden driedimensionale beelden weer te geven. In gaming moeten GPU's de scènes onderweg renderen. De primaire vereiste hiervoor is hardware die dat in realtime kan doen.

Raytracing vereist natuurlijk veel meer verwerking dan rasterbehoeften en is dus een GPU-intensieve taak. Raytracing gebruiken voor elk onderdeel van een virtuele scène is de ideale manier om het meest realistisch ogende beeld te krijgen. Het wordt echter vaak alleen gebruikt voor geselecteerde delen van een scène. De GPU verwerkt de rest van de scène door rastering.

Dit brengt ons bij de aanpak van Nvidia met de nieuwste serie GPU's, en specifiek wat ze doen met RTX.

Hoe werkt de RTX GPU van Nvidia?

De nieuwste generatie GPU's van Nvidia, ook wel Turing genoemd, is een duidelijke verbetering op papier. Nvidia vervaardigt deze met een nieuw, kleiner 12 nanometer-proces. Ze beweren ook 50% krachtiger te zijn en 10 keer zo snel als de vorige generatie. Deze cijfers betekenen echter niet veel.

Wat belangrijk is, is hoe Nvidia de basisstructuur van de GPU heeft veranderd.

Deze nieuwe GPU's hebben de gebruikelijke CUDA-kernen die Nvidia de afgelopen generaties heeft gebruikt. Bovendien worden ze ook geleverd met speciale "Tensor" -kernen, voor machine learning, en "RT" -kernen voor, nou, je raadt het al, ray tracing. Samenvattend: Nvidia heeft deze GPU's gebaseerd op een nieuwe architectuur die slimmer is en hardware heeft die specifiek is bedoeld voor ray tracing, wat een primeur is.

Dit alles wordt in combinatie gebruikt om ray tracing te versnellen en in realtime aan het werk te krijgen.

Om deze nieuwe hardware efficiënt te gebruiken, heeft Nvidia een heleboel software die daarbij hoort. Nvidia OptiX is er een die helpt om het beste uit de ray tracing-mogelijkheden van de hardware te halen. Het heeft ook een "AI-versnelde denoiser". Zoals u weet, vertrouwt ray tracing nu op het gebruik van licht om te bepalen hoe een virtuele afbeelding eruitziet.

Hierdoor zal er ongetwijfeld enig geluid zijn in gebieden met weinig tot geen licht. De denoiser helpt daar vanaf. Nvidia werkt ook aan het toevoegen van ondersteuning voor ray tracing aan de Vulkan API Wat zijn Vulkan-runtime-bibliotheken in Windows?De Vulkan Run Time-bibliotheken op uw pc zien en zich afvragen wat ze in hemelsnaam zijn? Hier is alles wat u moet weten over Vulkan. Lees verder .

Nvidia staat hierin ook niet alleen. U kent misschien de DirectX van Microsoft, een vereiste om veel games op Windows uit te voeren (hoe DirectX te installeren en te upgraden DirectX downloaden, installeren en bijwerken op uw pcVraagt ​​u zich af waarom DirectX op uw Windows 10-systeem staat of hoe u het kunt bijwerken? We leggen uit wat je moet weten. Lees verder ). Microsoft heeft nu een uitbreiding naar de nieuwste versie aangekondigd, genaamd DirectX Ray Tracing (DXR). Dit is bedoeld om softwareondersteuning te bieden voor ontwikkelaars om hun spel aan te passen om het meeste uit de RTX van Nvidia te halen.

RTX zal de nieuwe hardware-kracht en ray tracing-mogelijkheden gebruiken, samen met de oude betrouwbare rasteren en andere gerelateerde processen om een ​​game-ervaring te leveren die er realistischer uitziet dan ooit.

Traceert Ray het antwoord op next-gen graphics?

Nou, niet helemaal. Ray tracing is niet eerder gebruikt in een dagelijks consumentenscenario. Daarom zal de consumentenindustrie enige tijd nodig hebben om deze technologie aan te passen. Ontwikkelaars zijn al begonnen deze technologie in hun games te integreren. Slechts een handvol games ondersteunt het echter op het moment van schrijven.

Dus voor het geval je eraan hebt gedacht het upgraden van uw GPU, een tijdje wachten om te zien hoe de technologie vordert, is misschien de betere optie. In ieder geval is ray tracing waarschijnlijk de toekomst van gaming. Het kan uiteindelijk via RTX zijn, of via een andere gelijkwaardige technologie die ergens in de toekomst wordt uitgebracht.

De tijd zal het leren. Bekijk in de tussentijd deze handige uitsplitsing van de verschillen tussen tv's, gamemonitoren en Nvidia's BFGD-schermen Nvidia BFGD vs. Gaming Monitor vs. TV: The Differences ExplainedNvidia heeft het Big Format Gaming Display (BFGD) aangekondigd. Is dit nieuwe type tv eigenlijk een innovatie of gewoon een marketinggimmick? Lees verder .