Phenquestions
Što je traganje zraka?
U aspektu računalne grafike, Ray Tracing je tehnika prikazivanja koja simulira fizičke karakteristike svjetla koje u igre donose realistično osvjetljenje, sjene i efekte. Oponaša kako se zraka svjetlosti odbija od predmeta od zadane točke, ilustrirajući odraz svjetlosti sa svake površine. Čitav postupak zauzvrat poboljšava kvalitetu slike pružajući gledateljima impresivnije iskustvo. Tehnika se već dugo koristi u 3D filmovima i na kraju se našla u računalnim igrama visoke razine koje pružaju vizualne efekte filmske kvalitete. Ray Tracing promijenio je igru u svijetu igara i preferirana je tehnika prikazivanja od rasterizacije, koja ima ograničenja u prikazivanju pravih boja predmeta.
Traganje zraka u grafičkim procesorima Nvidia
Kao vodeći proizvođač grafičkih kartica, Nvidia je uvijek hrabro eksperimentirala s novim načinima za poboljšanje vizualne kvalitete svojih proizvoda. Počevši od rujna 2018. godine, Nvidia je izdavala grafičke kartice sa značajkama Ray Tracing. Nvidijina Turingova arhitektura prvi je GPU dizajn s namjenskim hardverom ili RT jezgrama za obradu praćenja zraka u stvarnom vremenu.
Što su RT jezgre?
Traganje zraka obično je rezervirano za aplikacije koje nisu u stvarnom vremenu, jer je računsko vrijeme potrebno za obradu operacije traženja zraka puno duže od ostalih vizualnih efekata. Nvidia je napravila proboj integrirajući hardver u svoje arhitektonske nacrte s jedinom svrhom računanja praćenja zraka u stvarnom vremenu. Ovaj dodani hardver, poznat kao RT jezgre, inauguriran je u Nvidijine RTX grafičke kartice zasnovane na Turingu. Ovo je ujedno i prva potrošačka grafička kartica na svijetu s podrškom za traženje zraka na hardverskoj razini
RT-jezgre izračunavaju boje piksela dok zraka svjetlosti putuje od jedne do druge točke. Proces postaje složeniji kada postoji mnoštvo izvora svjetlosti. Štoviše, nekoliko procesa koji su uključeni u traganje zraka, poput lijevanja zraka, praćenja puta, BVH (Bounding Volume Hierarchy) i Denoising Filtering, čine ga računalno intenzivnom tehnikom. BVH je dio računanja traženja zraka koji oduzima najviše vremena, a RT-jezgre ubrzavaju BVH okretanje za traženje zraka u stvarnom vremenu. Osim RT-Coresa, u Nvidijinim grafičkim procesorima postoji još jedan skup hardvera koji igra ulogu u pružanju traženja zraka u stvarnom vremenu. Jezgre Tensor, dizajnirane za ubrzanje umjetne inteligencije, također pomažu u odmašćivanju zraka u stvarnom vremenu i ubrzavaju lijevanje zraka.
Grafičke kartice Nvidia s podrškom za praćenje zraka
Nvidia kartice s RT jezgrama veliki su skok za svjetski poznatog proizvođača grafičkih kartica. To se, međutim, temelji na hardveru, a prethodna izdanja grafičkih kartica nemaju takve značajke. Budući da je traženje zraka veliku privlačnost za potrošače, Nvidia je značajku učinila dostupnom i starijim grafičkim karticama. Budući da starije arhitekture ne uključuju RT jezgre u svoje dizajne, Nvidia je omogućila prikazivanje tragova zraka putem upravljačkih programa spremnih za igru.
Grafičke kartice Nvidia s hardverskim praćenjem zraka
Prva generacija RT-jezgri predstavljena je u Nvidijinoj seriji RTX 20. RTX 2080 bio je prvi u seriji RTX 20 koji je prikazao Turingovu arhitekturu. Zatim su slijedili RTX 2080 Ti, RTX 2070 i RTX 2060. U postavi je i Titan RTX.
U rujnu 2020. Nvidia je predstavila Turingova nasljednika, Ampere, koji sadrži drugu generaciju RT-jezgri. Ampere isporučuje velike nadogradnje RT-Core i Tensor Cores stope povećavajući RT-Core na 58 RT-TFLOPS, 1.7 puta veći od Turingova, pružajući puno brže prikazivanje zraka i poboljšavajući kvalitetu slike. Isto tako, Ampere ima više od dvostruko veće stope Tensor Cores od Turinga s 238 Tensor-TFLOPS. Ampere je srž RTX-ove druge generacije GPU-a; serija RTX 30 uključuje klase Titan RTX 3090, RTX 3080, RTX 3070 i najnovije izdanje RTX 3060.
Grafičke kartice Nvidia s praćenjem zraka na razini softvera
Nvidia je napravila još jedan proboj omogućivši traženje zraka na odabranim grafičkim karticama bez namjenskih RT jezgri. Ovo je dobra vijest za igrače koji koriste starije modele koji još uvijek ne razmišljaju o nadogradnji grafičkih kartica, ali žele iskusiti vizualne prednosti tehnike traženja zraka. GeForce GTX 1060 6 GB i više grafičke kartice sada mogu uživati u mogućnostima traženja zraka putem DirectX Raytracinga (DXR). Ispod je popis Nvidijinih kartica koje imaju mogućnost praćenja zraka putem DXR-a:
- GeForce GTX 1660 Ti
- GeForce GTX 1660
- Nvidia Titan Xp (2017.)
- Nvidia Titan X (2016)
- GeForce GTX 1080 Ti
- GeForce GTX 1080
- GeForce GTX 1070 Ti
- GeForce GTX 1070
- GeForce GTX 1060 6GB
Zbog nedostatka namjenskog hardvera za traženje zraka, GTX kartice mogu ponuditi samo osnovne efekte traženja zraka. Jezgre sjenčanja obrađuju izračune praćenja zraka, a ovo dodatno opterećenje za jezgre sjenčanja utjecat će na performanse GPU-a. Ipak, s mogućnostima traženja zraka, igrači mogu doživjeti privlačnije vizualno iskustvo.
Budućnost traženja zraka u Nvidiji
Izvedba Amperea već je više nego zadovoljavajuća nakon što je udvostručio Turingove brzine obrade. Međutim, iako je još uvijek svjež iz pećnice, već postoje glasine o njegovom nasljedniku, Lovelaceu. Možemo očekivati nova dostignuća u proračunima za praćenje zraka u ovoj novoj GPU arhitekturi. Isto tako, nova generacija RTX grafičkih kartica očekuje se već u izradi. Budućnost traženja zraka izgleda svijetla dok Nvidia nastavlja razvijati GPU arhitekture koje bi utažile glad potrošača za boljim igračkim iskustvom.
