Intel недавно опубликовала статью, в которой подробно описаны ее последние достижения в области моделирования света с трассировкой пути и исследований в области нейронной графики. Замечательное чтение перед сном.
Благодаря Nvidia и ее линейке графических процессоров RTX потребительские методы трассировки лучей существуют с 2018 года, а видеокарты Team Green улучшают трассировку пути с каждой новой итерацией. Тем не менее, для работы с разумной частотой кадров по-прежнему требуется значительная вычислительная мощность. Все, что работает на всемогущей GeForce RTX 4090, не может запускать игры AAA со стабильными 60 кадрами в секунду без какой-либо технологии временного масштабирования, потому что реальное моделирование освещения в том виде, в котором оно рассчитывается и обрабатывается сегодня, очень сложно визуализировать.
Team Blue считает, что сможет успешно интегрировать эффективные методы трассировки пути как в текущие дискретные видеокарты, так и в интегрированные графические решения в будущем. Смелое заявление, действительно, и то, что взбудоражило техническое пространство.
Таким образом, рассматриваемая статья выделяет и связывает три новых документа, посвященных оптимизации трассировки пути, которые будут представлены на SIGGRAPH, EGSR и HPG Исследовательской организацией Intel Graphics.
Предпосылка проста; эти три документа демонстрируют три новых способа оптимизации существующих методов трассировки пути в надежде облегчить и улучшить производительность графического процессора за счет уменьшения количества вычислений, необходимых для имитации отражения света. Трассировка пути, как вы, возможно, знаете, является монстром непрямых вычислений.
Выборка видимых нормалей GGX со сферическими заглушками через Intel.
Двигаясь дальше, первые две статьи, представленные на выставках EGSR и HPG, посвящены тому, как более эффективно работать со «структурами ускорения, используемыми в трассировке лучей для обработки динамических объектов и сложной геометрии».
Первый фокусируется на новом методе вычисления отражений от поверхности микрограней GGX. GGX — это, по словам Intel, «де-факто стандартная материальная модель в индустрии игр, анимации и визуальных эффектов». Уменьшение количества используемых материалов приводит к полусферическому зеркалу, которое намного легче моделировать.
Тем временем во второй статье подробно описывается более быстрый и стабильный способ рендеринга «блестящих» поверхностей в 3D-среде. Intel говорит, что тип материала, содержащегося в отражениях бликов, используется недостаточно, что намного превышает его вычислительные затраты. Главный вывод заключается в том, что, определяя и уменьшая количество блесток или бликов на пиксель виртуальной камеры, графическому процессору необходимо отображать только правильное количество видимых блесток для глаза, что снижает вычислительную мощность.
Наконец, последняя работа на SIGGRAPH 2023 посвящена объединению нейронного рендеринга и трассировки пути в реальном времени в одну унифицированную структуру. Intel продолжает: «С нашим нейронным уровнем детализации мы достигаем степени сжатия 70–95% по сравнению с классическими исходными представлениями, а также улучшаем качество по сравнению с предыдущей работой, от интерактивной до частоты кадров в реальном времени с увеличением расстояния, на котором применяется техника LoD».
Нейронная предварительная фильтрация для уровней детализации с учетом корреляции через Intel.
Объединив эти три основных аспекта, Intel надеется сделать трассировку лучей и фотореалистичный рендеринг возможными на более доступных графических процессорах… за пределами стратосферы Nvidia, а также сделать шаг к производительности в реальном времени на интегрированных графических процессорах в ближайшем будущем. По сути, производительность трассировки лучей может быть улучшена настолько, чтобы ее можно было применять на миллионах графических процессоров, только с помощью умной настройки сцены, а не методом грубой силы.