Тема трассировки лучей сегодня актуальна как никогда. NVIDIA выпустила летом 2018 года первые видеокарты Turing с аппаратной поддержкой трассировки лучей, с тех пор поддержка технологии продолжает расширяться. Однако настоящего прорыва здесь можно ожидать только после того, как AMD и Intel тоже представят аппаратное ускорение. AMD уже подтвердила подобный шаг для архитектуры RDNA2, то же самое сделала и Intel для грядущих дискретных GPU на основе архитектуры Xe.
Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).
Но трассировка лучей охватывает довольно широкий спектр технологий. В целом, под трассировкой лучей понимают один из методов расчета освещения на сцене. Из-за аппаратных ограничений современных GPU трассировка лучей используется не для всей сцены, а только для отдельных эффектов. В случае Battlefield V и Wolfenstein: Youngblood, например, через трассировку лучей выводятся более реалистичные отражения. В Metro: Exodus и Call of Duty: Modern Warfare трассировка лучей используется для реалистичного освещения сцены целиком (Ray Traced Global Illumination). Подобный частичный подход позволяет уменьшить требования к вычислительной производительности.
Еще один подход заключается в расчете старых игр и движков через трассировку лучей или пути. Хорошим примером можно назвать проект Q2VKPT, который получил поддержку NVIDIA в качестве Quake 2 RTX, что привело к дальнейшим улучшениям. Впрочем, и здесь нет полной трассировки лучей, например, с 32 семплами на пиксель, поскольку вычислительные затраты будут слишком велики. Используются фильтры, которые увеличивают эффективность вычислений без ущерба качеству картинки.
Яко Биккер (@j_bikker) из Университета Утрехта опубликовал первую альфа-версию теста Lighthouse 2, которая полностью базируется на трассировке пути (Brute Force Path Tracing). Здесь не используются фильтры, в отличие от той же Quake 2 RTX, поэтому расчеты довольно сложные. Вычисления опираются на интерфейс RTX от NVIDIA. Видеокарты без RTX используют интерфейс CUDA, но тест идет на них медленно из-за отсутствия аппаратного ускорения. В нынешней версии тест можно запускать как с RTX, так и без RTX (с 12 или 32 семплами на пиксель).
На видеокарте GeForce RTX 2080 Ti демо работает с 12 spp (семплами на пиксель), но дает лишь 40 fps. В случае 32 spp производительность не достигает и 20 fps. На видеоролике ниже мы привели три режима (без RTX, 12 spp и 32 spp). Время от времени демо останавливается и показывает кадр с максимальным количеством семплов на пиксель - хотя здесь все зависит от доступных аппаратных ресурсов за выделенный промежуток времени.
Демо или тест (в нынешнем состоянии перед нами, скорее, техническое демо) хорошо показывает возможности современного "железа". По шуму видно, что не каждый пиксель удается просчитывать. Да и скорость 40 fps достигается лишь при 12 spp, что тоже указывает на ограничения.
Яко Биккер использует демо Lighthouse 2 на своих лекциях для демонстрации данного пути рендеринга. В нынешней версии демо мотивирует студентов обратить внимание на данную тему и продолжить исследование новых методов. Вполне возможно, что демо рано или поздно превратится в бенчмарк, который позволит оценивать производительность железа.