什么是光线追踪
光线跟踪(也称为光束投影法)。是一种在二维(2D)屏幕上呈现三维(3D)图像的方法。光线追迹可以实现更真实的阴影和反射效果,同时可以大大提高半透性和散射性,带来类似我们人眼看到的更真实的场景效果。本质上,该算法跟踪光的路径,然后模拟光与它最终在计算机生成的世界中击中的虚拟对象的交互方式。
(左未开,右已开)
在物理学中,光线追踪可以用来计算光束在介质中的传播。当光束在介质中传播时,会被介质吸收,改变传播方向或从介质表面射出。我们通过计算穿过介质的理想窄光束(光)来解决这种复杂情况。
在实际应用中,各种电磁波或微小粒子都可以看作理想化的窄光束(即光)。基于这种假设,人们使用光线追迹来计算光在介质中的传播。射线追踪法首先计算射线在被介质吸收或改变方向之前在介质中的距离、方向和新位置,然后从这个新位置产生新的射线。使用相同的处理方法,最终计算出介质中完整的射线传播路径。
简单来说,拥有这项技术后,利用算法模拟现实世界中光线的物理特性,可以实现物理上精确的阴影、反射和折射,以及全局光照,让游戏中的物体在虚拟游戏场景中更加逼真。简单来说,实时光线追踪技术会让影片中的火焰、烟雾、爆炸等场景看起来更加逼真,给用户一种身临其境的感觉。
在之前的游戏中,你看到了一块发光的金子,是亮黄色的;但现在,你可能会在黄金表面看到倒影的影子,《我的世界》的创意总监萨克斯佩尔森说。
光的起源:光栅化和光线追踪光栅化是将图元转换为二维图像的过程。2D图像中的每个点都包含颜色、深度和纹理数据。
粗略来说,你的模型的顶点只是经过各种矩阵变换后的顶点。对于要在屏幕上显示的由顶点组成的三角形,除了三个顶点的信息外,还需要确定组成三角形的所有像素的信息。光栅化的目的是找出一个几何单元(如三角形)所覆盖的像素。
光栅化是将几何数据经过一系列变换后转换成像素,然后在显示设备上呈现出来的过程。
光栅渲染的优点是速度快,比如在渲染大型场景时,因为理论上每次渲染只能在内存中存储一个三角形信息,三角形的属性维护可以在寄存器或者缓存中进行,可以减少内存传输;你只需要渲染当前三角形覆盖的像素。如果配合一些隐藏面消除技术,还可以减少要渲染的三角形数量。
光栅渲染需要很多技能来实现复杂的特效来模拟现实世界,而这些技能有时会相互冲突,因此需要其他技能来避免,这使得光栅渲染在实现高级特效时相当复杂,也使得渲染器的编译和维护成本越来越高。
片尾光线追踪是三维计算机图形学中一种特殊的渲染算法。它追踪的是相机发出的光,而不是光源发出的光,被安排的场景的数学模型就是通过这样的技术生成的。
光栅化是传统的渲染流水线过程,以三角形为单位,把三角形变成像素。目前在图像API和图形硬件中得到广泛的支持和应用。
相比光栅渲染速度快但复杂的特点,光线追踪正好相反。光栅化渲染算法相对简单,但要达到逼真的效果,需要大量的计算。光线跟踪的技巧主要在节省计算资源和减少内存访问。
一般来说,光栅化是一种几何盲法,光线追踪是用物理公式计算的,还有一种阴影锥算法叫综合光照,是光线追踪和光栅化的结合。
我是小李。下次再见。
实时光线追踪技术有哪些
而英伟达Epic游戏给数百万《堡垒之夜》(堡垒之夜)玩家带来了惊人的视觉效果,英伟达DLSS和新英伟达反射技术。
2020年9月1日,英伟达携手Epic Games宣布,大逃杀类现象级热门游戏、全球超过3.5亿玩家的代表作《堡垒之夜》(堡垒之夜)》将支持实时光线追踪、AI驱动的英伟达DLSS等突破性技术,使游戏更具美感和互动性。
英伟达创始人兼首席执行官黄仁勋在GeForce特别活动上宣布了这一消息,并发布了新的GeForce RTX 30系列GPU。
NVIDIA GeForce全球营销副总裁Matt Wuebbling表示,“Epic Games正在将已经成为流行文化的《堡垒之夜》(堡垒之夜)变成一个平台,展示竞技游戏如何随着技术进步而进步。《堡垒之夜》(堡垒之夜)玩家将体验到更高水平的光线追踪,英伟达DLSS驱动的AI加速帧率,以及新的低延迟电子竞技技术套件NVIDIA Reflex带来的震撼视觉效果。”
英伟达RTX GPU是市场上唯一支持光线跟踪和人工智能的硬件。玩家将在《堡垒之夜》(堡垒之夜)的所有模式中体验这些功能,以及在一个名为“RTX宝藏跑”的特别新创意模式地图中体验,该地图专门用于突出光线追踪。
Epic Games图形部门工程总监Marcus Wassmer表示,‘GeForce RTX 30系列是英伟达对光线追踪和人工智能深入研究的见证。第二代光线追踪、人工智能和DLSS的创新应用,以及大幅提升的原始性能,使GeForce RTX 30系列带来了真正令人印象深刻的游戏图形技术。”
《堡垒之夜》(堡垒之夜)将增加对四种光线追踪功能的支持,以获得更加身临其境的游戏体验,包括:
光线追迹反射——再现了光在光滑和金属表面的反射方式,包括窗户等光滑的自然镜面。
光线追踪阴影3354精确模拟大量曲面的阴影,同时增强曲面和接触细节,修复传统阴影技术相关的问题。
光线追踪全局照明——计算全局照明的精确度大大提高,以前所未有的细节、保真度和清晰度照亮《堡垒之夜》(堡垒之夜)的环境、球员和角色。
光线追迹环境光遮挡——物体或表面相遇的地方,光线会被遮挡,产生细微的阴影,可以突出最细微的表面细节。
简而言之,光线追踪将为《堡垒之夜》(堡垒之夜)的逃脱、创造和拯救世界模式带来全新的细节和现实主义水平。
英伟达DLSS采用人工智能,并基于RTX张量内核增强性能。它是一个深度学习的神经网络,可以提高帧率,为游戏生成漂亮清晰的图像。它为播放器提供了额外的性能空间,可以用来最大限度地提高图像质量设置,也可以提高输出分辨率。
《堡垒之夜》(堡垒之夜)是首批支持NVIDIA Reflex的游戏之一,可以测量并减少系统延迟。NVIDIA Reflex可以让玩家提高反应速度、瞄准精度,为战斗做出最佳的系统调整。
NVIDIA Reflex技术为开发者提供了新的功能,可以最大限度地减少游戏中的延迟。我们看到在GeForce RTX 30系列上运行的《堡垒之夜》(堡垒之夜)有着出色的响应速度,也更容易让玩家控制。Epigames工程部副总裁尼克彭沃德(Nick Penward)说。
系统延迟是指玩家的操作以像素形式显示在显示器上所需的时间,量化了游戏中的感受。在《堡垒之夜》(堡垒之夜)游戏中,NVIDIA Reflex低延迟模式可以在高GPU负载的场景下,动态降低高达42%的系统延迟。
并且NVIDIA Epic与《堡垒之夜》(堡垒之夜)的顶级创作者合作,推出了全新的RTX寻宝跑地图,突出了《堡垒之夜》(堡垒之夜)加入的新技术。玩家将降落在博物馆的入口处,在那里他们将挑战突显不同光线追踪效果的寻宝游戏。
一路上,玩家可以探索镜厅、中世纪城堡和丛林,攀爬巨大的雕像,探索缩小的科学实验室,在最短的时间内发现最多的宝藏。RTX寻宝跑即将启动。
新功能将很快在PC玩家的《堡垒之夜 第二章-第四季》上推出,并使《堡垒之夜》(堡垒之夜)成为新一代游戏技术杰作。
截图,游戏预告片和游戏中的图像可以在英伟达新闻网站www.nvidia-press.com上看到。