язык
железо windows программы сеть
русский українська
ЖелезоВидеокарта → Что такое трассировка лучей

Что такое трасировка лучей

09.07.2019 г.

В мире компьютерных игр в 2018 году произошло событие, которое многие эксперты отнесли к разряду революционных. Речь идет о внедрении в игры трассировки лучей.

Трассировка лучей (англ. Ray Tracing) - это технология отрисовки трехмерной графики, симулирующая физическое поведение света. Используя ее, видеокарта в точности моделирует прохождения лучей от источников освещения и их взаимодействие с объектами. При этом, учитываются свойства поверхностей объектов, на основании чего вычисляются точки начала рассеивания, особенности отражения света, возникновения теней и многое другое.

По сути, это симуляция модели человеческого зрения, которая вплотную приближает компьютерную графику к кинематографическому уровню (см. примеры).

RT OFF

Эта информация доступна также в формате видео:

Трассировка лучей в компьютерной 3D-графике используется давно. Однако, раньше высокая сложность расчетов и недостаточное быстродействие видеокарт не позволяли с нужной скоростью рендерить картинку в компьютерных играх. Вместо трассировки использовались более простые и значительно менее требовательные к видеокартам алгоритмы.

Кое-кто пророчествовал начало игрового использования трассировки не ранее 2025 года. Однако, уже в 2018 году в графические чипы карт Nvidia Turing были внедрены специальные аппаратные блоки, включающие так называемые тензорные и RT-ядра. Они оптимизированы под расчеты трассировки и значительно ускоряют их. Новшество получило название Nvidia RTX. Видеокарты с наличием таких аппаратных средств не сложно отличить по аббревиатуре "RTX" в их названии. Это, например:

- GeForce RTX 2060

- GeForce RTX 2060 Super

- GeForce RTX 2070

- GeForce RTX 2070 Super

- GeForce RTX 2080

- GeForce RTX 2080 Ti

- Quadro RTX 4000 Mobile

- Titan RTX

Nvidia RTX положила начало использованию трассировки лучей в компьютерных играх. Компания Microsoft дополнила DirectX 12 расширением DXR (DirectX Raytracing), а разработчики игровых приложений тут же взяли его на вооружение.

Рендеринг отдельных элементов графики с использованием трассировки появился в играх Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider, Battlefield V. Таких игр пока не много. Но это не на долго. В дальнейшем трассировка лучей в той или иной степени будет использоваться в большинстве компьютерных игр.

В апреле 2019 года Nvidia выпустила специальный драйвер, добавляющий поддержку DirectX Raytracing также и в некоторые видеокарты архитектур Pascal и Turing, не обладающие специальными аппаратными средствами. Для расчетов в них используются универсальные шейдерные блоки, поэтому в список поддерживаемых попали только достаточно быстрые для этого модели. В частности:

- GeForce GTX 1060 6GB

- GeForce GTX 1070

- GeForce GTX 1070 Ti

- GeForce GTX 1080

- GeForce GTX 1080 Ti

- GeForce GTX 1660

- GeForce GTX 1660 Ti

- GeForce GTX TITAN X

- TITAN Xp

В остальных видеокартах поддержки трассировки нет. Nvidia решила не добавлять ее в более старые линейки своих графических ускорителей, включая флагман GTX 980 Ti, который, вероятно, мог бы справиться с задачей не хуже, чем GTX 1060.

О намерении внедрить поддержку real-time трассировки лучей в свои продукты заявили и представители AMD. В картах Radeon появление соответствующих аппаратных средств (аналога Nvidia RTX) ожидается ближе к 2021 году. На программном же уровне поддержка графическими ускорителями AMD трассировки возможна уже сейчас (через Pro Renderer и Radeon Rays). Однако, в игровых приложениях ее пока нет.

Но есть ли в этом смысл? Многочисленные тесты свидетельствуют, что именно аппаратная поддержка трассировки лучей является ключевым условием комфортной игры. Ну, по крайней мере, на современном этапе эволюции графических карт и соответствующего программного обеспечения.

Например, в игре Metro Exodus при разрешении экрана Full HD с максимальными настройками графики, но без трассировки лучей, GeForce GTX 1080 Ti обеспечивает быстродействие на уровне 77 кадров в секунду. RTX 2060 при аналогичных условиях выдает только 56 кадров в секунду. Преимущество первой видеокарты ~ 44%.

Если же в настройках игры включить трассировку лучей, расстановка сил кардинально меняется. GTX 1080 Ti, не имеющая аппаратной поддержки, выдает всего 25-26 кадров в секунду, а RTX 2060, у которой такая поддержка есть, – 40. Здесь уже не абы какое преимущество второй видеокарты (~37%). И это при том, что RTX 2060 является самой "медленной" картой с наличием аппартных средств трассировки.

Сложить более полное представление о влиянии трассировки на игровое быстродействие помогут размещенные ниже графики.

Выводы же напрашиваются следующие:

В компьютерных играх трассировка лучей в режиме реального времени с приемлемым уровнем быстродействия возможна при условии ее аппаратной поддержки видеокартой.

Программная ее поддержка пока-что выглядит не более, чем средством демонстрации широким массам преимуществ новой технологии. За счет использования для трассировки только универсальных шейдерных блоков обеспечить плавный игровой процесс не способны даже самые быстрые современные видеокарты.

Ну, по крайней мере, пока.

ПОДЕЛИТЬСЯ:

НАПИСАТЬ АВТОРУ
Похожие материалы


Каталог игр на ПК (PC)

У каждой компьютерной игры есть определенные требования к внутренним устройствам компьютера (видеокарте, процессору объему оперативной памяти и др.). Если компьютер им не отвечает, насладиться игровым процессом вряд ли получится.

В этом каталоге можно подобрать игры с учетом как игровых предпочтений пользователя (жанр, сюжет, особенности геймплея и т.д.), так и быстродействия в них конкретного компьютерного "железа".

ΞподробнееΞ
Сравнение видеокарт

Онлайн-сервис сравнения характеристик видеокарт. Построен в виде сравнительной таблицы, в которую можно одновременно добавить неограниченное число графических карт, выбрав их из списка (доступно около 700 дискретных и интегрированных видеокарт nVidia, AMD и Intel).

Сервис позволяет в удобной форме сравнивать производительность видеокарт в компьютеных играх, частоту графического процессора, тип, размер и ширину шины памяти, а также другие их характеристики.

ΞподробнееΞ
Быстродействие и спецификации видеокарт

Рейтинг быстродействия и характеристики десктопных и мобильных видеокарт NVIDIA и AMD (ATI), а также графических чипов, интегрированных в процессоры и системную логику материнских плат.

Есть фильтр, позволяющий отбирать видеокарты по названию модели, разработчику, типу (мобильные, десктопные, дискретные, интегрированные), году выхода, интерфейсу подключения к материнской плате, а также требованиям к блоку питания компьютера.

ΞподробнееΞ
Как узнать версию DirectX компьютера

DirectX - это набор библиотек, входящих в операционную систему Windows, которые используются для создания трехмерной графики. Благодаря DirectX, разработка компьютерных игр стала значительно проще. По сути, DirectX сделал Windows единоличным лидером среди операционных систем для домашних игровых компьютеров.

DirectX, как и другое программное обеспечение, постоянно усовершенствуется. Появляются все новые и новые его версии. Если какая-то компьютерная игра была создана с использованием DirectX определенной версии, для ее полноценной работы необходимо, чтобы компьютер поддерживал эту же версию DirectX или более новую.

Поддержка компьютером той или иной версии DirectX зависит от установленной на нем Windows, а также от возможностей его видеокарты.

ΞподробнееΞ
Как узнать видеокарту компьютера

Из статьи читатель узнает о том, как получить информацию о видеокарте, даже если она не идентифицируется компьютером, ее драйвер установлен не правильно или отсутствует.

Узнать, какая на компьютере установлена видеокарта, можно несколькими способами. Порядок действий будет зависеть в первую очередь от того, установлен на компьютере драйвер видеокарты (первые два способа) или нет (третий способ).

ΞподробнееΞ
Как обновить драйвер видеокарты

Как Вам, наверное, уже известно, драйвер - это специальное программное обеспечение, необходимое для правильного обращения операционной системы компьютера с каким-то устройством (сетевой картой, звуковой картой, веб-камерой, видеокартой или др.).

Производители компьютерных устройств периодически выпускают для своих изделий новые драйверы, предлагая их для свободной загрузки на своих сайтах. Но если драйвер устройства на компьютере уже установлен и проблемы в его работе отсутствуют, менять его на более новый особого смысла нет.

Однако, это не касается видеокарты. Новый драйвер способен значительно повысить ее быстродействие в компьютерных играх и других приложениях (в некоторых случаях до 20 %).

ΞподробнееΞ
ЖЕЛЕЗО Основы Устройство компьютера Драйверы устройств BIOS, UEFI Внутренние устройства Процессор Материнская плата Видеокарта Оперативная память Жесткий диск, SSD Блок питания Сетевая карта Звуковая карта Кулеры, охлаждение Внешние устройства Мышка Клавиатура Монитор, телевизор Флешка Оптические диски Принтер, сканер Маршрутизатор, Wi-Fi WINDOWS Установка и оптимизация Установка Windows Обновление, восстановление Оптимизация Windows Файлы и папки Файлы Папки Архивы Иконки и ярлыки Контекстное меню Использование Windows Основы Рабочий стол Панель задач Мой компьютер Учетные записи Горячие клавиши Дата и время Язык Шрифты Звуки Панель управления Диспетчер задач Диспетчер устройств Реестр Командная строка Виртуализация Безопасность ПРОГРАММЫ Инструкции и советы Установка программ Автозагрузка программ Microsoft Word Microsoft Excel Браузеры Архиваторы Файлы, мультимедиа Безопасность Каталог программ Категории

СЕТЬ Основы Настройка сети Возможности Интернета Полезные сайты
вверх