RTX-GPU-Serie von Nvidia Wie Ray-Tracing in Echtzeit 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 auszuführen Raytracing. Aber was ist Ray Tracing und warum ist es so wichtig??

Was kam vor dem Ray-Tracing??

Das Wort “Rendering” 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, wenn die Bewegung eines Spielers die Perspektive auf dem Bildschirm ändert.

Dies bedeutet, dass eine Möglichkeit vorhanden sein muss, um sicherzustellen, dass die Grafiken realistisch aussehen. Entwickler haben dies mithilfe von Echtzeit-Rendering erreicht, aber seit Jahrzehnten wird dieselbe Technologie verwendet: Rasterung.

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.

Nicht alle diese Daten werden benötigt, so dass die Daten dann verfeinert werden. 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 einer GPU? In den letzten fünf oder mehr Jahren gab es eine Reihe von Begriffen, die Computerhardware beschreiben. Einige dieser Begriffe umfassen, sind aber nicht nur auf APU, CPU und GPU beschränkt Um es innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde zu erledigen, und aktualisieren Sie es mehrmals innerhalb einer Sekunde, um die Bewegung sehr glatt erscheinen zu lassen.

Ray Tracing vs. Rasterung

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

Wie der Name bereits vermuten lässt, basiert Ray Tracing auf der Verfolgung jedes einzelnen Lichtstrahls, der auf Objekte in einer virtuellen dreidimensionalen Szene trifft. 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 durch Raytracing erfasst. Anstatt jeden Pixel als einen Punkt in einem Polygonnetz zu behandeln, wie bei der Rasterung, behandelt das Raytracing jeden Pixel als einen Lichtstrahl. Dies ist vergleichbar mit dem, was das menschliche Auge tatsächlich sieht.

Warum ist Ray jetzt plötzlich relevant??

Die Film- und Animationsbranche verwendet bereits eine Raytracing-Technologie, um Szenen so darzustellen, dass sie so realistisch wie möglich aussehen. Beachten Sie, dass dies keine Echtzeit-Strahlverfolgung erfordert. Ihre aktuelle GPU könnte wahrscheinlich auch mit Raytracing umgehen.

Abhängig davon, 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 wichtigste Voraussetzung dafür ist Hardware, die dies in Echtzeit tun kann.

Für das Ray-Tracing ist natürlich viel mehr Verarbeitung erforderlich als für das Rasterisieren. Daher ist dies 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 dazu, was sie mit RTX tun.

Wie funktioniert die RTX-GPU von Nvidia??

Nvidias neueste Generation von GPUs, auch Turing genannt, ist eine deutliche 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 bedeuten jedoch nicht viel.

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

Diese neuen GPUs verfügen über die üblichen CUDA-Kerne, die Nvidia für die vorherigen Generationen verwendet hat. Darüber hinaus kommen sie auch mit “Tensor” 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 das Ray-Tracing vorgesehen ist. Dies ist eine Premiere.

All dies wird in Kombination verwendet, um das Ray Tracing zu beschleunigen und in Echtzeit zur Arbeit zu bringen.

Um diese neue Hardware effizient einzusetzen, verfügt Nvidia über eine Reihe von Software. Mit Nvidia OptiX können Sie die Strahlverfolgungsfunktionen der Hardware optimal nutzen. Es hat auch eine “KI-beschleunigter Denoiser”. Wie Sie wissen, beruht das Raytracing nun auf der Verwendung von Licht, um zu bestimmen, wie ein virtuelles Bild aussieht.

Aus diesem Grund ist in Bereichen, in denen wenig oder gar kein Licht vorhanden ist, Rauschen zu hören. Der Denoiser hilft, das loszuwerden. Nvidia arbeitet auch an der Unterstützung der Ray-Ablaufverfolgung für die Vulkan-API. 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 auch nicht alleine dabei. 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 nicht DirectX? ist 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 den vollen Nutzen von Nvidias RTX zu nutzen.

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

Verfolgt Ray die Antwort auf Grafiken der nächsten Generation??

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

Falls Sie darüber nachdenken, Ihre GPU zu aktualisieren, 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 könnte sich um RTX oder um eine andere gleichwertige Technologie handeln, die irgendwann in der Zukunft veröffentlicht wird.

Nur die Zeit kann es verraten. In der Zwischenzeit sollten Sie sich diese nette Aufschlüsselung der Unterschiede zwischen Fernsehgeräten, Spielmonitoren und Nvidias BFGD ansehen. Nvidia BFGD vs. Gaming Monitor vs. TV: Die Unterschiede erklärt Nvidia BFGD vs. Gaming Monitor vs. ein neues gizmo. Es heißt Big Format Gaming Display oder kurz BFGD. Aber handelt es sich bei dieser neuen Art von Fernseher tatsächlich um eine Innovation oder nur um einen Marketing-Gag? Weiterlesen .

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