Nvidia's RTX GPU-serie Hoe real-time Ray Tracing gaming verandert

Eerder dit jaar onthulde Nvidia zijn nieuwe lijn grafische verwerkingseenheden (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 nu deze GPU's 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 “weergave” wordt veel gebruikt bij het bespreken van grafische kaarten of gaming. Het proces van rendering bestaat uit het omzetten van een driedimensionaal object in een tweedimensionaal beeld dat op uw scherm realistisch zal lijken. Games zijn interactief en ze renderen objecten naarmate de bewegingen van een speler het perspectief op het scherm veranderen.

Dit betekent dat er een manier moet zijn om ervoor te zorgen dat de grafische weergave er realistisch uitziet. Ontwikkelaars hebben dit bereikt met realtime weergave, maar tientallen jaren lang heeft het dezelfde technologie gebruikt: rasteren.

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

Niet al deze gegevens zijn nodig, dus het verfijnt dan de gegevens. Het stelt het scherm in als referentiekader en bepaalt vervolgens hoe de pixels worden weergegeven. Zodra dit is gebeurd, is er een beetje verwerking en verschijnt het beeld op uw scherm. Het is een hoop werk, maar de GPU's (hoe onderscheid je een GPU, een CPU en een APU? Wat is het verschil tussen een APU, een CPU en een GPU? Wat is het verschil tussen een APU, een CPU en een GPU? ? In de afgelopen vijf jaar zijn er verschillende termen geweest die ronddraaiden om computerhardware te beschrijven. Sommige van deze voorwaarden omvatten maar zijn niet beperkt tot APU, CPU en GPU. Maar ... Lees meer) hebben voldoende kracht om het binnen een fractie van een seconde klaar te krijgen en binnen een seconde meerdere keren te verversen om de beweging erg soepel te laten lijken.

Ray Tracing vs. Rasterization

In de echte wereld kun je dingen zien als resultaat van het licht dat ze raakt. Verlichting in de echte wereld is erg complex, waarbij elke lichtstraal meerdere keren reflecteert en brekend is voordat deze onze ogen bereikt, waardoor we de grote hoeveelheid details zien. Dit repliceren is een hele klus, maar met ray tracing is de technologie nu dichterbij dan ooit.

Zoals de naam zelf aangeeft, is ray tracing afhankelijk van het traceren van elke afzonderlijke lichtstraal die objecten in een virtuele driedimensionale scène raakt. Ray Tracing volgt het pad van lichtstralen van de lichtbron naar de objecten en elke reflectie en breking waar ze doorheen gaan voordat ze uiteindelijk het scherm bereiken.

Als er meerdere lichtbronnen zijn, zal ray tracing ze allemaal verklaren. In plaats van elke pixel te behandelen als een punt op een netwerk van polygonen, zoals rastering doet, behandelt ray tracing elke pixel als een lichtstraal, vergelijkbaar met hoe het menselijk oog de dingen werkelijk ziet.

Waarom is Ray Tracing nu onverwacht relevant??

De film- en animatiesector maakt al gebruik van ray tracing-technologie voor het weergeven van scènes om ze er zo realistisch mogelijk uit te laten zien. Merk op dat dit geen realtime ray tracing vereist; je huidige GPU kan waarschijnlijk ook ray tracing aan.

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

Natuurlijk vereist ray tracing veel meer verwerking dan behoeften aan rastering, en is dus een GPU-intensieve taak. Het gebruik van ray tracing voor elk deel van een virtuele scène is de ideale manier om de meest realistisch uitziende foto te krijgen. Het wordt echter vaak alleen gebruikt voor geselecteerde delen van een scène. De GPU verwerkt de rest van de scène door middel van rastering.

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

Hoe werkt de RTX GPU van Nvidia??

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

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

Deze nieuwe GPU's dragen de gebruikelijke CUDA-kernen die Nvidia al generaties lang gebruikt. Bovendien komen ze ook met dedicated “strekspier” kernen, voor machine learning, en “RT” cores voor, nou, je raadt het al, ray tracing. Om het samen te vatten, Nvidia heeft deze GPU's gebaseerd op een nieuwe architectuur die slimmer is, en heeft hardware die specifiek is gericht op ray tracing, wat een eerste is.

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

Om efficiënt gebruik te kunnen maken van deze nieuwe hardware, heeft Nvidia een heleboel software om mee te werken. Nvidia OptiX is er één die helpt de raytracingmogelijkheden van de hardware optimaal te benutten. Het heeft ook een “AI-versnelde denoiser”. Zoals je weet, is ray tracing afhankelijk van het gebruik van licht om te bepalen hoe een virtueel beeld eruit ziet.

Hierdoor is er zeker enige ruis in gebieden die weinig tot geen licht hebben. 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? Wat zijn Vulkan-runtime-bibliotheken in Windows? Zie je de Vulkan Run Time Libraries op je pc en vraag je je af wat ze in de wereld zijn? Hier is alles wat u moet weten over Vulkan. Lees verder .

Nvidia staat hier ook niet alleen voor. Misschien kent u Microsoft DirectX, een vereiste om veel games op Windows uit te voeren (hoe DirectX te installeren en te upgraden DirectX op uw pc downloaden, installeren en bijwerken DirectX downloaden, installeren en bijwerken op uw pc Vraagt ​​u af waarom DirectX staat op uw Windows 10-systeem of hoe u het kunt bijwerken? We leggen uit wat u moet weten. Lees meer). Microsoft heeft nu een uitbreiding aangekondigd op de nieuwste versie ervan, genaamd DirectX Ray Tracing (DXR). Dit heeft tot doel software-ondersteuning te bieden voor ontwikkelaars om hun spel aan te passen om optimaal gebruik te maken van de RTX van Nvidia.

RTX zal de nieuwe hardware power- en ray tracing-mogelijkheden samen met de oude betrouwbare rastering en andere gerelateerde processen gebruiken om een ​​spelervaring te bieden die er realistischer uitziet dan ooit.

Is Ray Tracing het antwoord op next-gen graphics?

Nou ja, niet helemaal. Ray Tracing is nog niet eerder gebruikt in een dagelijks consumentenscenario. Daarom zal het voor de consumentenindustrie enige tijd duren om deze technologie aan te passen. Ontwikkelaars zijn al begonnen met het integreren van deze technologie in hun games. Echter, slechts een handvol spellen ondersteunen het op het moment van schrijven.

Dus in het geval u heeft overwogen uw GPU te upgraden, is het misschien beter om een ​​tijdje te wachten om te zien hoe de technologie evolueert. In elk geval is ray tracing waarschijnlijk de toekomst van gamen. Het kan uiteindelijk via RTX zijn, of via een andere gelijkwaardige technologie die ergens in de toekomst wordt vrijgegeven.

De tijd zal het leren. Bekijk ondertussen deze handige verdeling van de verschillen tussen tv's, gamemonitoren en Nvidia's BFGD-schermen Nvidia BFGD versus Gaming Monitor vs. TV: de verschillen verklaard Nvidia BFGD vs. Gaming Monitor versus tv: de verschillen verklaard Nvidia heeft een nieuwe gizmo. Het wordt het Big Format Gaming Display of kortweg BFGD genoemd. Maar is dit nieuwe type tv eigenlijk een innovatie of een marketingmicrofoon? Lees verder .

Ontdek meer over: Grafische kaart.