Как активировать режим трассировки лучей и очистки голоса на видеокарте Nvidia
Получение максимальной отдачи от аппаратного обеспечения вашего ПК имеет первостепенное значение, и это особенно актуально, когда речь идёт о функциях Nvidia RTX или трассировке лучей.
Всего за несколько шагов любой, у кого есть необходимое оборудование, может включить эту революционную технологию в своей сборке.
В этой статье мы предоставим вам всю необходимую информацию о том, что такое трассировка лучей. Мы также перечислим шаги, необходимые для активации рендеринга с трассировкой лучей. Также будут рассмотрены приложения RTX на базе искусственного интеллекта от Nvidia, такие как их решения для рендеринга и RTX Voice.
Владельцам графических процессоров AMD не стоит беспокоиться, так как мы также рассмотрим основы новой линейки AMD Radeon RX 6000 с трассировкой лучей.
Что такое RTX или трассировка лучей и как она используется
Трассировка лучей относится к процессу рендеринга, в котором цвет пикселей рассчитывается на основе путей смоделированного света; и его взаимодействия с виртуальными объектами.
Результатом этого процесса является высокий уровень фотореализма, который можно использовать для широкого спектра приложений, работающих с визуальными образами.
Приложения варьируются от визуальных эффектов фильма и ускорения автономных движков 3D-рендеринга до графического представления освещения в реальном времени в видеоиграх.
Тот же набор визуальных выходных данных, связанных со световыми лучами, таких как рассеяние, отражение и дисперсия, можно использовать для акустических эффектов; создание более захватывающей звуковой среды.
Трассировка лучей уже давно используется для приложений, в которых допустимо более длительное время рендеринга, но только недавно она начала широко использоваться для приложений параллельного рендеринга.
Оба коммерческих производителя графических процессоров – AMD и Nvidia – внедрили поддержку трассировки лучей в реальном времени; каждый в своём стиле и со своими способностями.
Nvidia и RTX
Трассировка лучей впервые была представлена в архитектуре Nvidia Turing в их графических процессорах GeForce RTX 20-й серии.
Позже эта технология была использована и улучшена в архитектуре Nvidia Ampere нового поколения и их видеокартах GeForce RTX 30-й серии.
Их новые ядра RT (Ray Tracing) 2-го поколения способны обеспечить вдвое большую пропускную способность, чем их предшественники.
Ядра RT – это специальные аппаратные компоненты, предназначенные для ускорения процесса трассировки лучей за счёт добавления выделенного конвейера (ASIC) к потоковым мультипроцессорам Nvidia (SM).
Трассировка лучей AMD
Вместо ядер RT от Nvidia графические процессоры AMD используют Ray Accelerators для своих процессоров серии Radeon RX 6000 текущего поколения.
Эти ускорители лучей встроены в вычислительные блоки (CU) графического процессора, эффективно повышая их эффективность за счёт уменьшения нагрузки на трассировку лучей.
«Гандикап» производительности
Трассировка лучей в реальном времени обходится дорого. Процесс имитации световых лучей, рассеивающихся по виртуальной сцене, довольно трудоёмок для графического процессора.
Эти расчёты приводят к снижению общей графической производительности; особенно что касается частоты кадров.
Поскольку этот метод одновременного рендеринга является новым для архитектуры графических процессоров AMD, результирующая производительность пока не так впечатляет, как то, что может предложить Nvidia.
При тестировании GeForce RTX 3080 по эквивалентной цене с Radeon RX 6800 XT – архитектура Nvidia Ampere продемонстрировала почти вдвое большую частоту кадров при трассировке лучей по сравнению с конкурентом.
Требования для использования RTX и трассировки лучей
Для рендеринга фотографий или видео с улучшенной трассировкой лучей можно использовать любой графический процессор. Но чтобы включить трассировку лучей для приложений реального времени, вам потребуются соответствующие аппаратные компоненты и приложения.
Аппаратная поддержка
Когда дело доходит до графических процессоров, которые включают в себя аппаратные компоненты (или процессы), предназначенные для трассировки лучей, существует лишь короткий список совместимых графических процессоров.
- Серия Nvidia GeForce RTX 20
- Серия Nvidia GeForce RTX 30
- Nvidia Quadro RTX
- AMD Radeon серии RX 6000
Важно отметить, что игровые консоли, особенно PlayStation 5 и Xbox Series X (и S), также поддерживают трассировку лучей для некоторых игр.
Программная поддержка
Если у вас есть графический процессор предыдущего поколения, например, Nvidia GeForce GTX или AMD Vega и Polaris, вы все равно можете использовать трассировку лучей; хотя и в меньшей степени.
Графические процессоры Nvidia GTX (1060 и выше) могут поддерживать базовую трассировку лучей DirectX (DXR), что стало возможным благодаря драйверу, выпущенному Nvidia в середине 2019 года.
Кроме того, некоторые игровые движки, такие как Unity, обеспечивают поддержку трассировки лучей для графических процессоров Nvidia Pascal.
Старые графические процессоры AMD официально не поддерживают трассировку лучей, но в настоящее время ведётся работа с использованием драйвера Radeon Vulkan (RADV), позволяющего видеокартам до RDNA2 использовать трассировку лучей в реальном времени.
Какое программное обеспечение использует функции RTX Nvidia
Если у вас есть графический процессор Nvidia RTX Turing или Ampere, вы можете использовать ядра RT своей видеокарты для ускорения задач рендеринга или взаимодействия с моделями и сценами с использованием освещения с трассировкой лучей в режиме реального времени.
Разработанные Nvidia решения для графического рендеринга RTX
Nvidia предлагает различные собственные инструменты для автоматизации или ускорения задач трассировки лучей, совместимые с графическими процессорами RTX.
OptiX
Механизм трассировки лучей OptiX бесплатен для коммерческого использования и обеспечивает трассировку лучей с ускорением на графическом процессоре с помощью встроенных ядер RT графического процессора RTX. Он также включает в себя шумоподавитель с ускорением AI в качестве функции постобработки.
Iray
Используя OptiX, язык определения материалов Nvidia (MDL) и встроенные ядра RT графического процессора, Iray может создавать невероятно фотореалистичные изображения.
Iray – как плагин для 3D-программного обеспечения – также может улучшить рабочие процессы 3D- и VR-рендеринга с такими функциями освещения, как Emissive Geometry, Light Path Expressions и Photometric Lights.
Iray можно включить в существующие приложения для создания 3D-контента или с помощью интеграции SDK.
Omniverse
Для рабочих процессов, включающих фотореалистичный рендеринг с трассировкой лучей, платформа Omniverse позволяет вести виртуальную совместную работу в реальном времени в общем виртуальном пространстве.
Хотя в настоящее время Omniverse находится в форме открытого бета-тестирования, у него есть широкий список совместимостей, от Autodesk 3DS Max до Adobe Photoshop.
Приложения для рабочих станций с поддержкой технологии RTX
Как художники, так и создатели контента могут найти список из более чем 40 приложений и плагинов для 3D-рендеринга, использующих технологию трассировки лучей Nvidia RTX и творческие инструменты искусственного интеллекта.
Несколько примеров совместимых движков: Blender Cycles, Octane, Redshift, DaVinci Resolve, Unreal Engine, Unity, NX RT Studio и Adobe Dimension.
Игровые приложения
Хотя не во всех играх используется технология трассировки лучей, существует солидный список популярных игр, в которых реализована эта функция. К таким играм относятся Cyberpunk 2077, Quake II, STALKER 2, Fortnite и Resident Evil Village.
Как включить RTX
Если вы соответствуете вышеупомянутым требованиям к оборудованию и приложение, которое вы хотите использовать, поддерживает трассировку лучей, вы можете включить процесс непосредственно из приложения.
Кроме установки последней версии драйвера графического процессора (Nvidia, AMD) и Microsoft DirectX 12 API, никаких дополнительных действий с рабочего стола выполнять не требуется.
В частности, для игр графическая настройка, которую вы хотите найти в игровом меню, будет называться «Трассировка лучей», «DXR» или «RTX».
Если вы не можете найти этот параметр, то либо сама игра не поддерживает трассировку лучей, либо вы не используете DirectX 12 или DX 12 Ultimate. Для пользователей Steam: убедитесь, что игра использует правильную версию DirectX при запуске.
Профессиональные приложения, такие как GPU Render Engines, будут иметь свои собственные настройки, которые вам, возможно, придётся включить в вашем программном обеспечении для 3D-моделирования перед рендерингом.
Вот как это выглядит в Cinema 4D и GPU Renderer Octane:
Что такое RTX Voice и как включить его на видеокарте Nvidia
Теперь, когда мы рассмотрели трассировку лучей и то, как она связана с технологией Nvidia RTX, давайте взглянем на приложение RTX Voice на базе искусственного интеллекта.
Что такое RTX Voice и имеет ли это большое значение?
RTX Voice устраняет фоновый шум при голосовом общении в режиме реального времени. Это может быть невероятно полезно для всего, от потоковой трансляции до видеоконференций.
Что делает RTX Voice ещё более ценным, так это тот факт, что он фильтрует как ваш фоновый шум, так и входящий шум от других участников разговора.
Другими словами, ваши друзья или коллеги могут чётко слышать ваш голос, а вы можете слышать их голос без каких-либо чрезмерных звуковых помех.
RTX Voice работает со множеством поддерживаемых приложений; полный список которых вы можете найти здесь.
Можно ли использовать RTX Voice на графических процессорах GTX?
RTX Voice, на самом деле, не имеет ничего общего с номенклатурой RTX и её архитектурой.
Трассировка лучей не используется для этого приложения, и хотя Nvidia изначально упомянула, что эта технология стала возможной благодаря тензорным ядрам, позже они отказались от этого утверждения.
Причина такого отречения может быть связана с созданным хаком, делающим RTX Voice совместимым с графическими процессорами GTX.
Вскоре после этого Nvidia официально разрешила RTX Voice быть совместимым с видеокартами Nvidia GTX с драйвером 410.18 (или новее).
Как включить RTX Voice
В настоящее время вы можете загрузить RTX Voice как отдельное приложение или интегрировать его в приложение Nvidia Broadcast.
Обратите внимание, что трансляция доступна только для графических процессоров Nvidia GeForce RTX 2060, Quadro RTX 3000, Titan RTX или выше; и для этого требуется 64-разрядная версия Windows.
Если вы хотите загрузить RTX Voice, процесс установки довольно прост. Загрузите приложение, установите его и включите удаление фонового шума.
Чтобы узнать, как настроить RTX Voice для конкретных совместимых приложений, обязательно ознакомьтесь с официальными рекомендациями Nvidia.
Когда использовать RTX Voice
Хотя RTX Voice невероятно полезен для приложений, которые имеют дело с голосовой связью в реальном времени, он может стать помехой для предварительно сохранённых голосовых записей.
Когда RTX Voice фильтрует шум, в звуке появляются дефекты и артефакты, которые могут пересекаться с диалогом.
Эти дефекты легко игнорировать, когда их слышно в режиме реального времени, но они могут отвлекать и неприятны при редактировании аудио. Возникающие в результате искажения также трудно – если возможно – устранить.
Для предварительно записанного звука лучше всего использовать приложение, например, Adobe Audition или iZotope RX, для очистки и восстановления звука в процессе постобработки.
Выводы
По мере развития технологий компьютерные фотореалистичные изображения и видео переходят от предварительно отрендеренных товаров к опыту в реальном времени.
Трассировка лучей в реальном времени всё ещё находится в зачаточном состоянии, поскольку такие методы, как фотонное картирование и трассировка пути, всё ещё внедряются.
Настало время инвестировать в то, чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами трассировки лучей в реальном времени.
С точки зрения создателя контента или просто как средство развлечения в играх, включение и использование возможностей вашего графического процессора RTX является обязательным.
Как включить трассировку лучей без RTX практически на любой видеокарте и в любых играх
Если говорить понятным языком, то трассировка лучей (Ray tracing) – это технология построения изображения трехмерных моделей в компьютерных программах или техника рендеринга, использующая определенные принципы реальных физических процессов. Многие пользователи хотят знать, как включить трассировку лучей (рейтрейсинг), даже не имея видеокарты RTX. Разберемся, как это можно сделать.
Зачем нужна трассировка лучей
На данном изображении видно, что все поверхности взаимодействуют, а именно отражают друг друга.
Рейтрейсинг в данном случае – это отражение различного света или цвета, который взаимодействует с другими объектами, и они, в свою очередь, также отражают эти параметры.
Для включения данной функции, как правильно, используется видеокарты Nvidia серии RTX или хотя бы GTX. AMD-шные же видюхи и вовсе начинают поддерживать технологию только серии RX 6000. Что же делать, если ваша карта не может в трассировку? Сейчас расскажем.
Сразу стоит оговориться, что при включении функции рейтрейсинга в любой игре и на любой видеокарте нагрузка на карту будет повышена. Таким образом, вы получите более сниженное количество fps. Если вы готовы пожертвовать качеством ради подключения данного параметра, то учитывайте, что любая видеокарта, независимо от того, RTX или нет, должна быть достаточно мощной, иначе из этой затеи может ничего не выйти. Изображение будет, но вот полноценно играть в такую игру вы вряд ли сможете, разве что в какие-то устаревшие версии со слабой графикой.
Проверка параметров видеокарты
Первое, что нужно сделать перед тем, как включить функцию рейтрейсинга – посмотреть параметры своей видеокарты. Заходим в диспетчер задач и смотрим.
Если у вас карта нескольких последних поколений Nvidia GeForce, значит есть возможность включить DXR. Функция доступна благодаря драйверу, который можно скачать на сайте Nvidia. Рейтрейсинг можно включить также на картах AMD, но об этом немного позже.
ПО для подключения рейтрейсинга
Следующее, что нам понадобится, это дополнительное ПО. Например, программа ReShade. Как она работает? Отдельные энтузиасты разрабатывают для каждой конкретной игры специальные шейдеры, которые будут за счет шейдеров, а не аппаратного обеспечения видеокарты делать подсветку игры, создавая соответствующие отражения.
То есть, шейдеры созданы таким образом, что весь процесс выполняется на мощностях обычных видеокарт, но эффект будет практически тот же самый, который происходит при рейтрейсинге на картах RTX.
После скачивания и запуска программы, нужно будет выбрать – хотите вы использовать ее
только к одной конкретной игре или к нескольким приложениям. Рекомендуется выбирать вторую опцию, чтобы не настраивать отдельно каждую игру. После запуска программы можно сразу оценить разницу между изображением с рейтрейсингом и без него. Кроме того, приложение позволяет визуально улучшить любую картинку любой игры, сделать ее более четкой и глубокой, включить в любой игре HDR (даже там, где этого параметра нет). Существует немало игр, в которых вообще не предусмотрено включение трассировки лучей, но тем не менее, приложение позволяет это сделать.
При загрузке программы выбираем игру или игры, установленные на компьютере. Если в выпадающем списке отсутствует нужная, ищем через «Обзор».
Следующий шаг – необходимо выбрать, на каком API будет работать система. Далее откроется окно, где можно выбрать эффекты (рекомендуется отмечать галочкой по крайней мере первые два, а также шейдеры, непосредственно касающиеся рейтрейсинга, остальные – по вашему усмотрению). Затем отмечаем все галочки параметров, которые нужно установить и далее высвечиваются шейдеры от конкретного разработчика.
Если у вас не слишком мощный компьютер и отсутствует подходящая карта, то в дополнительных параметрах рекомендуется отметить Performance Mode – это будет обеспечивать более плавную картинку.
После установки приложения переходим непосредственно к запуску нужной игры и дальнейшие настройки производим уже там.
Настройки игры
Первым делом рекомендуется изначально проверить настройки графики. Разрешение экрана следует выставить как можно больше. Затем запускаем игру и проверяем эффекты в реальном режиме.
У нас на экране в верхнем левом углу будет надпись ReShade, нажимаем ее и переходим к настройкам, окно с которыми будет высвечиваться с одной стороны монитора, а игра с другой. Благодаря этому мы сможем играться с эффектами в реальном времени, настраивая их по собственному усмотрению.
Здесь, например, можно отметить параметр HDR и сразу заметить, как меняется картинка в плане контрастности и четкости. Также можно включить функцию сглаживания и различные ее вариации. Данный параметр особенно пригодится в играх, где заметны «лесенки» на краях предметов, неровные углы и другие детали, отвлекающие наше внимание.
И наконец, переходим к активизации рейтрейсинга. За данную функцию отвечают параметры, содержащие lightroom, bloom и т.д. Включая и отключая соответствующие надписи, мы можем следить за характером изменения нашей картинки, регулировать те или иные настройки и оставлять то, что нам нравится.
Например, после включения параметра bloom мы можем видеть, как прибавилось света (при его избытке можем отрегулировать освещение включением HDR). Но самое главное, заметно, что цвет лампы начал гораздо лучше отображаться и на стене, т.е. включился режим отражения.
Еще один эффект, касающийся трассировки лучей – это эффект боке, который позволяет выделить более четко то, что находится на первом плане, а задний фон в определенной степени размоется.
Максимально задействуют рейтрейсинг последние две настройки. Они значительно улучшают четкость и рельефность отдельных деталей, например, кирпичной стены. При достаточной освещенности интерьера в игре все эти различия видны особенно четко и ясно.
Что касается освещения, то трассировка лучей более выгодно выделяет предметы, убирает некую «замыленность», появляются дополнительные тени, придающие картинке большую реалистичность, объемность, что в принципе, и является основной целью рейтрейсинга.
Перейдем к настройкам, регулирующим качество изображения на улице. Здесь основная задача заключается в повышении четкости различных текстур. В отображении пейзажей и городских улиц нередко задействуется освещение фонарей, отблески воды и другие детали, которые всегда хочется видеть более реалистичными. Также речь идет о более детальной проработке деревьев, кустов и прочей растительности. Причем для дневных картин это зачастую более актуально, чем для ночных из-за более низкой видимости.
При отключении параметров ReShade изображение становится однозначно хуже, и это видно как по отражениям в воде, так и по отблескам фонарей. Если смотреть на ночной водоем, то при включении режима трассировки лучей отчетливо видно не только детализация самой воды, но и отражение неба в воде.
Стандартные настройки, безусловно, также предполагают какую-то проработку деталей, но они не такие реалистичные, яркие и сочные, как того хотелось бы.
При включении дневного режима игры трассировка лучей выглядит еще более выраженной. В воде видны не просто световые отражения неба и близстоящих объектов, но они отличаются по цвету и степени освещенности, т.е. очень реалистично. Водоем в игре выглядит очень естественно и не отличим от изображенного в стандартном высококачественном видео. Вода играет, бликует, край горы, за которым прячется солнце, также подсвечивается, отображая эффект присутствия, как если бы мы смотрели на гору, находясь непосредственно на местности.
Также можно заметить обилие теней, даже от пролетающих мошек. На камнях, лежащих на берегу также видны всевозможные тени от других объектов, т.е. картинка весьма реалистична.
Если в игре пройдет дождь, эффект рейтрейсинга становится еще заметнее, так как на многих мокрых поверхностях появляются дополнительные отражения.
Когда мы позволяем герою зайти в реку, можно заметить, как появляются отражения от его движений, которые колышутся в соответствии с движением волн. Вся глубочайшая детализация становится возможной именно благодаря трассировке лучей, и при отключении этих параметров мы сразу же ощутим разницу.
При включении трассировки сразу же появляется детальная прорисовка текстур стен, скал, волосистой части тела героев и т.д. При отключении сразу появляется засвет, снижается качество детализации стены, ухудшается цвет и глубина текстур.
Функция отражений в какой-то мере присутствует, но пропадают отражения на других объектах.
Итак, мы получили общее представление о том, что такое рейтрейсинг, как он работает и как задействовать его основные функции на любых видеокартах средней и высокой мощности без RTX, предназначенных для высококачественного отображения трассировки лучей.
Безусловно, это не все настройки и параметры, которые можно охватить в одном обзоре, но имея представление о том, как задействовать функцию трассировки на своей видеокарте, вы можете самостоятельно пробовать различные режимы, проверять разницу между ними. Подбирая нужные настройки, в зависимости от конкретных игр, можно добиться очень хороших результатов, которые впечатляют реалистичностью изображений.
Трассировка лучей nvidia как включить
Трассировка лучей оказалась настолько популярной технологией, что даже приставки следующего поколения будут поддерживать её в качестве главного игрового стандарта. Это позволит миллионам геймеров увидеть настоящую графику следующего поколения, ведь последнее десятилетие мы были свидетелями простого увеличения текстур и игрового разрешения за счёт наращивания производительности видеокарт.
реклама
В данный момент только видеокарты серии NVIDIA RTX имеют поддержку трассировки лучей. Однако, цена на самый бюджетный вариант начинается с 350 долларов, что делает вход в мир новых технологий крайне дорогостоящим предприятием. Сегодня появилась возможность реализовать трассировку лучей на любой видеокарте в любой игре.
Помните, всё это вы проделываете на свой страх и риск. Трассировка лучей работает неплохо, но в некоторых играх встречаются артефакты. Кроме того, в некоторых играх визуальные эффекты уступают таковым от NVIDIA. Хотя, учитывая очень небольшое количество игр с трассировкой лучей от NVIDIA, у вас есть уникальная возможность опробовать продвинутую технологию там, где её до вас почти никто не видел.
Прежде всего нужно скачать программу ReShade. Далее выбираем API. Лучше всего использовать DirectX 11. Если игра очень старая, возможно, стоит попробовать DirectX 9. Для продвинутых пользователей все сведения об используемом API можно посмотреть в утилите MSI Afterburner. Новичкам лучше ничего больше не предпринимать. Игнорируем следующий пункт с шейдерами. Для работы с ним нужно больше опыта и желания экспериментировать. После первых удачных попыток вы обязательно вернётесь к шейдерам. Следующий шаг платный (5 долларов). Вам нужно загрузить шейдеры McFly’s Patreon (если считаете, что можете не платить, ищите шейдеры на торрентах, они там уже давно лежат). Далее копируем папки «Shader» и «Textures» в каталоги с игрой с заменой файлов. На этом всё, приятной игры.
Трассировка лучей (Ray tracing) в играх — включать или нет?
Трассировка лучей как метод рендеринга оставалась долгое время инструментом только кинопроизводства, но с появлением новых высокопроизводительных графических чипов теперь и игровая индустрия претерпевает значительный скачок в плане реализма, благодаря реализации этой технологии в современных играх.
Что такое Трассировка лучей или Ray tracing?
Трассировка лучей или рейтрейсинг — это метод рендеринга в видеоиграх, позволяющий максимально точно имитировать отражение света от объектов, что в свою очередь создает более реалистичные тени, отражения и световые эффекты.
Впервые об исследованиях трассировки лучей и искусственного интеллекта и их применении в визуализации графики заговорили в 80-х годах прошлого века. Однако проблема заключалась в нехватке вычислительной мощности процессоров тех времен. Потребовалось несколько десятилетий для появления таких видеочипов, как NVIDIA Turing, которые ликвидировали этот пробел и позволили воплотить идеи прошлого в жизнь.
Принципы работы
В реальности все, что находится в поле нашего зрения, по сути, является результатом попадания света на объекты, которые мы наблюдаем. Различная степень поглощения, отражения и преломления света этими объектами формирует картинку для человеческого глаза.
Трассировка лучей представляет собой фактически обратный процесс, о чем свидетельствует само название: это метод создания изображения с помощью компьютера путем «отслеживания» пути света от воображаемого глаза или камеры к объектам на этом изображении.
Алгоритм трассировки лучей учитывает как тип материала, так и источник света. Например, два баскетбольных мяча одинакового оттенка не будут выглядеть одинаково, если один выполнен из кожи, а другой из резины, потому что свет будет взаимодействовать с ними по-разному. Объекты, попадающие на пути любых световых лучей, будут отбрасывать тени. А прозрачное или полупрозрачное вещество, такое как стекло или вода, будет преломлять свет.
Для понимания метода трассировки лучей представим сетку на схеме как монитор компьютера. Чтобы визуализировать сцену из современной видеоигры, компьютер отображает трехмерный виртуальный мир игры на двухмерной плоскости — мониторе. При этом компьютер должен определить цвет для каждого пикселя на экране.
Процесс начинается с проецирования одного или нескольких лучей со стороны наблюдателя и проверки на пересечение лучами треугольников — составных частей виртуальных объектов в компьютерной графике. Если луч действительно попадает в треугольник, алгоритм использует такие данные, как цвет треугольника и его расстояние от наблюдателя, чтобы вычислить финальный результат — цвет пикселя.
Кроме того, лучи могут отражаться от треугольника или проходить через него, создавая все больше и больше лучей, которые также нужно учесть. Чем больше таких лучей, тем выше качество изображения, но вместе с тем требуется больше вычислительных ресурсов.
Как включить трассировку лучей в игре?
Одной из первых игр, поддерживающих трассировку лучей, стала компьютерная инди-игра Minecraft.
На ее примере рассмотрим, как включить или отключить рейтрейсинг в настройках игры.
- Запустите игру через Microsoft Store, нажав кнопку Play;
- Нажмите на пункт Marketplace в главном меню Minecraft;Кликните по лупе в строке поиска и введите «RTX»;
- Выберите любой из официальных пакетов RTX от Nvidia и установите его;
- Вернитесь в главное меню и нажмите «Играть»;
- Нажмите «Создать» и выберите один из шаблонов RTX World;
- После загрузки нажмите ESC и перейдите в «Настройки» и «Видео»;
- Прокрутите страницу вниз и убедитесь, что ползунок напротив пункта «Ray Tracing» находится в активном состоянии.
В зависимости от модели видеокарты, расстояние рендеринга трассировки лучей по умолчанию может быть меньше 24. Измените этот параметр по своему усмотрению, чтобы изменить расстояние трассировки лучей и найти баланс между качеством графики и частотой кадров.
Какие улучшения привносит рейтрейсинг?
Отражения
Методы рендеринга, применяемые раньше, как, например, Screen Space Reflections (SSR), обладали некоторыми изъянами — это в первую очередь невозможность отображать предметы, не находящиеся в определенный момент в кадре. В рейтрейсинге же учитывается весь трехмерный мир, тем самым обеспечиваются максимально точные отражения.
Из-за отсутствия отражающей способности некоторых поверхностей эффект зачастую не столь заметен, но при этом ресурсозатратен. Для осуществления задач рейтрейсинга по отражениям необходим как минимум один луч на отражающий пиксель.
Тени
Наряду с прорисовкой отражений есть целый ряд приемов моделирования теней методами рейтрейсинга. Чтобы понять, как формируется изображение, достаточно представить исходящий луч в сторону источника света. Если исходящий луч попадает на поверхность предмета, прежде чем доберется до источника света, такой пиксель должен приобрести более темный оттенок. При вычислениях учитываются как расстояние до источника света, так и яркость, и цветовая температура.
Рейтрейсинг способен в том числе реалистично отбрасывать тени сквозь прозрачные поверхности, такие как разного рода ткани. В результате таких вычислений получаются более мягкие и точные тени со сложной неструктурированной полутенью.
Окклюзия окружающей среды
Модель затенения позволяет повторять сероватые тени, наблюдаемые в углах, щелях и небольших местах внутри и вокруг предметов. Алгоритм работает путем наблюдения за рядом коротких лучей в пределах одной области и проверки их на факт пересечения с ближайшими объектами — чем больше таких пересечений, тем более темной будет эта область.
Каустика
Трассировка лучей открывает возможность визуализировать результат отражения и преломления света, отраженного от изогнутых поверхностей. Каустики вычисляются по аналогии с обычными отражениями. Метод сводится к тому, что генерируются лучи, выделяются места их взаимодействия с поверхностью и рисуются отражения и преломления.
Несмотря на то, что 2D-каустика не требует существенных вычислительных мощностей, 3D-каустика может уже значительно нагрузить видеокарту.
Глобальное освещение
Отрисовка освещения — самое важная и при этом наиболее ресурсоемкая часть метода трассировки лучей. В ходе работы алгоритм отбрасывает лучи попиксельно на всю сцену и следит за всеми трансформациями, чтобы учесть даже малейшие изменения освещения.
Рейтрейсинг на видеокартах NVIDIA и AMD
NVIDIA. Для поддержки метода рендеринга видеокарты NVIDIA серии RTX 20 оборудованы специальным аппаратным решением, созданным для трассировки лучей. Архитектура Turing от NVIDIA на графических процессорах серии 20 использует ядра RT наряду с ядрами CUDA и Tensor от NVIDIA. Ядра RT предназначены исключительно для обработки трассировки лучей в реальном времени.
Выделенные ядра RT в графических процессорах серии RTX 20 на первый взгляд больше подходят для обеспечения рейтрейсинга, однако производительность такого решения оказалась недостаточной. Даже карта 2080Ti последнего поколения не справлялся с поддержкой игр с трассировкой лучей при запуске.
Новые графические процессоры RTX 3080 и 3090 имеют усовершенствованные ядра RT, благодаря чему достигается существенный прирост производительности. Эти карты не только быстрее, чем их аналоги последнего поколения — новые ядра RT также превосходят своих предшественников.
AMD. В течение последних нескольких лет AMD в своих продуктах пыталась обеспечить трассировку лучей с аппаратным ускорением, что по итогу вылилось в выпуск видеокарт серий RX 6800, 6800 XT и 6900 XT. Эти новые графические процессоры поддерживают трассировку лучей DirectX 12 и обеспечивают отличную производительность, хотя AMD пока все еще уступает NVIDIA в области трассировки лучей.
Кроме того, архитектура Big Navi, на которой работают карты AMD RX 6000, в значительной степени стала первым решением с поддержкой трассировки лучей. Это та же архитектура, которая обеспечивает визуальные эффекты в PlayStation 5 и Xbox Series X, обеспечивая в целом более низкий уровень производительности, чем флагманские карты NVIDIA.
Однако поскольку трассировка лучей все еще остается функцией консолей следующего поколения, значительное улучшения поддержки и оптимизации ожидается уже в обозримом будущем с появлением AMD FidelityFX Super Resolution (FSR) для игровых ПК, а также последних версий Microsoft Xbox.
Преимущества и недостатки рейтрейсинга
Трассировка лучей быстро становится предпочтительным способом рендеринга. Одним из преимуществ трассировки лучей является то, что это более реалистичный режим рендеринга. Многие физически правильные явления можно легко смоделировать с помощью алгоритма трассировки лучей, поскольку алгоритм имитирует движение света в реальном мире.
Во многом этому способствуют значительные достоинства этого метода:
Поддержка рендеринга гладких объектов напрямую без вспомогательного полигонального приближения;
Возможность параллельной трассировки лучей, что существенно ускоряет вычисления;
Сложность сцены в трехмерном мире менее выраженно коррелируется со сложностью вычислений.
С другой стороны, по-прежнему огромным недостатком метода трассировки лучей является его скорость, которая сказывается на производительности в играх. Трассеры лучей и по сей день работают довольно медленно. В этой области проводится большая работа по распараллеливанию и разного рода оптимизации, однако вычислительная мощность оборудования играет гораздо большую роль в скорости рендеринга, чем возможные программные решения этой проблемы. Из соображений повышения производительности большинство 3D-приложений используют гибрид движков рендеринга с трассировкой лучей и сканирования строк.
Будущее игровой графики — за рейтрейсингом?
Трассировка лучей в реальном времени в видеоиграх только зарождается. Видеокарты NVIDIA RTX в настоящее время являются единственными графическими процессорами потребительского уровня, которые предлагают аппаратную поддержку этой технологии, поэтому количество игр, использующих эту функцию, невелико.
Но по мере того, как все больше и больше производителей начнет внедрять технологии рейтрейсинга, реализм в видеоиграх со временем может выйти на совершенно новый уровень. Вполне вероятно, что со временем AMD догонит своего конкурента в области рейтрейсинга, что создаст прочную основу для разработчиков игр и вескую причину для создания игр, поддерживающих функции трассировки лучей. В свою очередь в перспективе даже 5-10 лет это сулит будущим играм достичь беспрецедентного уровня реализма