Die RTX-GPU-Serie von Nvidia: Wie Echtzeit-Ray-Tracing das Spiel

Die RTX-GPU-Serie von Nvidia: Wie Echtzeit-Ray-Tracing das Spiel

verändert

Anfang des Jahres stellte Nvidia unter dem neuen Namen RTX seine neue Reihe von Grafikprozessoren (GPUs) vor. Dies ist ein Upgrade der früheren GTX-Serie von GPUs, aber das Branding ist nicht die einzige Änderung.

Nvidia hat diese GPUs jetzt mit der Fähigkeit ausgestattet, Echtzeit-Ray-Tracing auszuführen. Aber was ist Raytracing und warum ist es so wichtig?

Was kam vor Raytracing?

Das Wort “ Rendern ” wird häufig verwendet, wenn über Grafikkarten oder Spiele diskutiert wird. Beim Rendern wird ein dreidimensionales Objekt in ein zweidimensionales Bild umgewandelt, das auf Ihrem Bildschirm realistisch erscheint. Spiele sind interaktiv und sie rendern Objekte als Bewegung eines Spielers; die Ansicht ändert sich auf dem Bildschirm.

Dies bedeutet, dass eine Möglichkeit erforderlich ist, um sicherzustellen, dass die Grafiken realistisch aussehen. Die Entwickler haben dies mithilfe von Echtzeit-Rendering erreicht, aber seit Jahrzehnten wird dieselbe Technologie verwendet: Rasterisierung .

Die Rasterung ist eine Technologie, die sich im Kern auf Dreiecke stützt. Bei 3D-Objekten handelt es sich um eine große Sammlung von Polygonen aus Dreiecken. Es sammelt verschiedene Arten von Daten wie Position, Farbe, Textur und dergleichen aus den drei Punkten, die die Scheitelpunkte der Dreiecke darstellen.

Da nicht alle diese Daten benötigt werden, verfeinern sie die Daten. Sie legt den Bildschirm als Referenzrahmen fest und bestimmt dann, wie die Pixel angezeigt werden. Sobald dies erledigt ist, wird etwas bearbeitet und das Bild wird auf Ihrem Bildschirm angezeigt. Es ist eine Menge Arbeit, aber die GPUs (wie unterscheidet man eine GPU, eine CPU und eine APU voneinander? Was ist der Unterschied zwischen einer APU, einer CPU und einer GPU?) Was ist der Unterschied zwischen einer APU, einer CPU und einem Prozessor? GPU In den letzten fünf oder mehr Jahren gab es eine Reihe von Begriffen, die Computerhardware beschreiben, darunter einige, die jedoch nicht auf APU, CPU und GPU beschränkt sind. … Read More) Sie haben genug Kraft, um es innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde zu erledigen, und aktualisieren Sie es mehrmals innerhalb einer Sekunde, damit die Bewegung sehr glatt erscheint.

Ray Tracing vs. Rasterung

In der realen Welt können Sie Dinge als Ergebnis sehen, wenn Licht auf sie fällt. Die Beleuchtung in der realen Welt ist sehr komplex. Jeder Lichtstrahl wird mehrmals reflektiert und gebrochen, bevor er in unsere Augen gelangt, wodurch wir die vielen Details sehen. Dies zu replizieren ist eine sehr schwierige Aufgabe, aber mit Ray Tracing ist die Technologie jetzt näher als je zuvor.

Die RTX-GPU-Serie von Nvidia: Wie Echtzeit-Ray-Tracing das Spiel Bildnachweis: Intel

Wie der Name schon sagt, basiert das Raytracing auf der Verfolgung jedes einzelnen Lichtstrahls, der Objekte in einem virtuellen dreidimensionalen Objekt trifft Szene. Die Strahlverfolgung folgt dem Pfad der Lichtstrahlen von der Lichtquelle zu den Objekten und jeder Reflexion und Brechung, die sie durchlaufen, bevor sie schließlich den Bildschirm erreicht.

Wenn mehrere Lichtquellen vorhanden sind, werden alle von Ray Tracing berücksichtigt. Anstatt jeden Pixel als einen Punkt in einem Polygonnetz zu behandeln, wie bei der Rasterung, behandelt das Raytracing jeden Pixel als einen Lichtstrahl, was vergleichbar ist mit dem, was das menschliche Auge tatsächlich sieht.

Warum ist Ray jetzt augenblicklich relevant?

Die Film- und Animationsbranche verwendet bereits Raytracing-Technologie für das Rendern von Szenen, um sie so realistisch wie möglich zu gestalten. Beachten Sie, dass dies keine Echtzeit-Strahlverfolgung erfordert. Ihre aktuelle GPU könnte wahrscheinlich auch mit Raytracing umgehen.

Je nachdem, wie schwer die Szene ist, die Sie rendern möchten, kann es einige Tage dauern, bis nur einige Sekunden dreidimensionaler Bilder gerendert werden. Beim Spielen müssen GPUs die Szenen unterwegs rendern. Die Hauptanforderung hierfür ist Hardware, die dies in Echtzeit tun kann.

Natürlich erfordert Raytracing weitaus mehr Verarbeitungsaufwand als Rasterisierungsanforderungen und ist daher eine GPU-intensive Aufgabe. Die Verwendung von Raytracing für jeden Teil einer virtuellen Szene ist der ideale Weg, um ein möglichst realistisches Bild zu erhalten. Es wird jedoch häufig nur für ausgewählte Teile einer Szene verwendet. Die GPU verarbeitet den Rest der Szene durch Rasterung.

Dies bringt uns zu Nvidias Ansatz mit der neuesten Serie von GPUs und insbesondere zu den Funktionen von RTX.

Wie funktioniert die RTX-GPU von Nvidia?

Die neueste Generation von GPUs von Nvidia, auch Turing genannt, ist eine offensichtliche Verbesserung auf dem Papier. Nvidia stellt diese mit einem neuen, kleineren 12-Nanometer-Verfahren her. Sie behaupten auch, 50% leistungsfähiger zu sein und zehnmal so schnell wie die vorherige Generation. Diese Zahlen sind jedoch nicht tviel bedeuten

Wichtig ist, wie Nvidia die Grundstruktur der GPU verändert hat.

Die RTX-GPU-Serie von Nvidia: Wie Echtzeit-Ray-Tracing das Spiel Bildnachweis: Nvidia

Diese neuen GPUs enthalten die üblichen CUDA-Cores, die Nvidia für die vorherigen Generationen verwendet hat. Darüber hinaus gibt es auch spezielle Tensor-Sensoren. Kerne für maschinelles Lernen und “ RT ” Kerne für, na ja, Sie haben es erraten, Raytracing. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Nvidia diese GPUs auf einer neuen, intelligenteren Architektur basiert und über Hardware verfügt, die speziell für Raytracing vorgesehen ist. Dies ist eine Premiere.

All dies wird in Kombination verwendet, um die Strahlverfolgung zu beschleunigen und in Echtzeit zu arbeiten.

Um diese neue Hardware effizient zu nutzen, verfügt Nvidia über eine Reihe von Software. Nvidia OptiX hilft dabei, aus den Hardware-Raytracing-Funktionen das Beste herauszuholen. Es hat auch einen “ AI-beschleunigten Denoiser ”. Wie Sie wissen, beruht das Raytracing nun auf der Verwendung von Licht, um festzustellen, wie ein virtuelles Bild aussieht.

Aus diesem Grund ist in Bereichen mit wenig oder gar keinem Licht etwas Rauschen zu hören. Der Denoiser hilft, das loszuwerden. Nvidia arbeitet auch daran, Ray Tracing für die Vulkan-API zu unterstützen. Was sind Vulkan-Laufzeitbibliotheken in Windows? Was sind Vulkan-Laufzeitbibliotheken in Windows? Sehen Sie sich die Vulkan-Laufzeitbibliotheken auf Ihrem PC an und fragen Sie sich, was in der Welt sie sind? Hier ist alles, was Sie über Vulkan wissen müssen. Weiterlesen .

Nvidia ist dabei nicht allein. Möglicherweise kennen Sie Microsoft DirectX, eine Voraussetzung für die Ausführung vieler Spiele unter Windows (Installieren und Aktualisieren von DirectX. Herunterladen, Installieren und Aktualisieren von DirectX auf Ihrem PC. Herunterladen, Installieren und Aktualisieren von DirectX auf Ihrem PC.) Warum ist DirectX auf Ihrem Windows 10-System oder wie wird es aktualisiert? Wir erklären Ihnen, was Sie wissen müssen. Weitere Informationen). Microsoft hat jetzt eine Erweiterung der neuesten Version namens DirectX Ray Tracing (DXR) angekündigt. Dies soll dazu beitragen, Software-Support für Entwickler bereitzustellen, um ihr Spiel anzupassen, um die Vorteile von Nvidias RTX voll auszunutzen.

RTX wird die neuen Hardwareleistungs- und Raytracing-Funktionen zusammen mit den alten zuverlässigen Rastern und anderen zugehörigen Prozessen nutzen, um ein Spielerlebnis zu bieten, das realistischer denn je ist.

Verfolgt Ray die Antwort auf Grafiken der nächsten Generation?

Nun, nicht ganz. Ray Tracing wurde bisher nicht im täglichen Verbraucherszenario verwendet. Deshalb wird es einige Zeit dauern, bis die Konsumgüterindustrie diese Technologie anpasst. Entwickler haben bereits begonnen, diese Technologie in ihre Spiele zu integrieren. Zum Zeitpunkt des Schreibens wird jedoch nur eine Handvoll Spiele unterstützt.

Falls Sie also über ein Upgrade Ihrer GPU nachgedacht haben, warten Sie eine Weile, um zu sehen, wie die Technologie voranschreitet, die bessere Option. In jedem Fall ist Ray Tracing wahrscheinlich die Zukunft des Glücksspiels. Es kann durch RTX oder durch eine andere gleichwertige Technologie, die irgendwann in der Zukunft veröffentlicht wird, enden.

Nur die Zeit wird es zeigen. In der Zwischenzeit sollten Sie sich diese nette Aufschlüsselung der Unterschiede zwischen Fernsehgeräten, Spielmonitoren und Nvidias BFGD ansehen. NFIDD zeigt Nvidia BFGD vs. Gaming Monitor vs. TV: Die Unterschiede erklärt Nvidia BFGD vs. Gaming Monitor vs. TV: Die Unterschiede Nvidia hat ein neues Gizmo. „.Jpg“ heißt Big Format Gaming Display oder kurz BFGD. Aber handelt es sich bei dieser neuen Art von Fernsehgerät tatsächlich um eine Innovation oder um etwas Marketing-Gag? Lesen Sie mehr.

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