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即時光線追蹤效果提升 60 倍?NVIDIA 推出全新 ReSTIR 演算技術

自 NVIDIA 推出 RTX 光線追蹤技術 2 年多到現在,目前也有逾 30 多款遊戲支援 RTX 光線追蹤技術。無論是遊戲、還是電影製作的技術運用,光線追蹤的技術絕對是可期待的未來。但是要接觸到更多遊戲玩家,勢必就要在性能上做提升,才能更為普及!


傳統的遊戲製作過程中,如果要達到擁有多道光線的效果,遊戲製作團隊通常會採用烘焙光照貼圖(Lightmap)的解決方案,並加入幾盞動態的光源。但是支援 RTX 的遊戲,能夠讓開發者使用帶有能產生物理正確陰影的動態區域光,但目前能置入的光源數量依舊被受限著。

而 NVIDIA 近期在 SIGGRAPH 2020 發表了一項研究論文,名為「如何從區域光即時渲染出動態直射光及陰影」。他們與美國達特茅斯學院視覺運算研究室共同合作研究,帶來名為「ReSTIR(Reservoir-based Spatiotemporal Importance Resampling)」的即時光追蹤演算法」,不用複雜的燈光結構、也不用全區光照參數化,就能即時的讓數百萬光線渲染直接照明。

透過 ReSTIR 技術及降噪器的運作下,畫面上呈現的光照都帶有動態的陰影
在相同的時間下,左圖為原本的演算技術、右圖為採用 ReSTIR 的演算技術

依照 NVIDIA 的官方說明, 這項演算法可以針對一小撮光線採樣,並進一步透過空間中相鄰的像素資訊重新運算,進一步引導後續的光源能降低噪點。研究團隊表示,這個演算法的概念是集合現代的降噪和反鋸齒演算方式,但是直接對像素的顏色進行降噪,以幫助光線減少不必要的噪點。目前在 RTX 2080 Ti 上,可以在一個含有 340 萬個動態三角面自發光源的場景,得到 50ms 的幀率,與現有的光線追蹤技術相比,速度更是快上了 6 至 60 倍。若能夠承受部分的能量損失,速度更可以快上 35 至 65 倍。雖然目前還未有明確的問世時間,但是就在 NVIDIA 執行長黃仁勳在 GTC 2020 揭露的內容,普遍與 AI、即時運算運算方面的技術提升有關,近期在電腦繪圖技術的提升上,是否會看到這項研究技術的身影呢?讓我們拭目以待!

參考資料來源:NVIDIA DEVELOPER80 lv


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