2020-05-27
【已 FC】升級 DLSS 3.0、 ReSTIR 光追技術
NVIDIA GeForce RTX 30 系列確認 9 月發佈!!
文: KK Wong / 新聞中心
文章索引: IT要聞 繪圖卡 NVIDIA

NVIDIA 在 14 日舉行的 GTC 2020 以影片方式公佈了全新的 Ampere 架構,不過目前已發佈的 A100 GPU 新品是面向企業用戶的,接下來發佈的才會是為消費用戶而設的 GeForce 遊戲卡,除了將會升級全新的 7nm 及 Ampere 架構之外,預期將會改進 Ray Tracing 光線追蹤,最新再有消息指 NVIDIA 將會在 9 月發佈下一代 GeForce RTX 30 系列遊戲繪圖卡。

 

根據 NVIDIA 的消息,全新的「Ampere」架構將會是取代現有的 Turing 及 Volta 架構,「Ampere」架構將會採用 7nm 製程,號稱是過去 8 代 GPU 中最大的性能飛躍,全新的「Ampere」GPU 將會涵蓋 Tesla 系列、Quadro 系列、GeForce 系列的產品線。

 

Ampere 7nm GPU

 

之前有傳聞指 NVIDIA 在「Ampere」GPU 架構中還會帶來新一代的 DLSS 3.0,受惠於改進的 RT Core 光線追蹤單元,每組 SM 單元中的光追單元將會翻倍,實際的光追性能將會是現有 Turing 架構的 4 倍。

 

 

 

 

全新 ReSTIR 光追演算法 — 實時渲染數百萬個動態光影效果

ReSTIR

 

除了新一代的 DLSS 之外,NVIDIA 研究人員正在研發一種全新的 ReSTIR ( Reservoir-based spatiotemporal importance resampling )光追演算法,能夠實時渲染來自數百萬光源的動態直接照明和陰影。在描述 ReSTIR 光線追蹤演算法時,論文作者之一、剛剛獲得 2020 年 NVIDIA 研究生獎學金 Dartmouth College 的 Benedikt Bitterli 表示:

 

「我們的關鍵洞察力是重用來自空間和時間相鄰像素的訊息,以告知要追蹤哪些光線。這個想法類似於現代的後期處理降噪及抗鋸齒,但是在降噪直接過濾像素顏色的同時,我們使用過濾概率來幫助引導光線減少未來的雜訊。這項研究讓我們可以直觀地照亮場景,放置任意數量的發射物體來投射動態陰影。」

 

ReSTIR

▲ReSTIR 提供實時的光線追蹤,所有可以反射出光線地方都具有動態的陰影效果

 

傳統上,遊戲使用一些動態發射器的增強解決方案來實現複雜的光影效果,在最近的 RTX 遊戲已升級為具有物理正確陰影的動態區域光線效果,但由於技術所限光影預算仍有一定的限制,在遊戲場境中只有十多處的地方是具有動態陰影。

 

ReSTIR

▲使用舊有的渲染技術 ( 左 ) 及新的 ReSTIR 演算法 ( 右 ) 在相同時間生成的樣本

 

Benedikt Bitterli 的團隊指出,即使在離線渲染系統,使用 Monte Carlo 演算法有效地渲染數百萬個動態光源仍然極具挑戰性,不過在使用全新的 ReSTIR 演算技術就能以交互、高質量的方式渲染場境,重複對一組候選光線樣本進行採樣,並將獲得的採樣應用附近相類似的訊息及物件上,在不需要取得複雜的燈光結構及不需要全局光線參數的情況下,能夠在遊戲場境中實現具有數百萬個光影效果的。

 

ReSTIRReSTIR

ReSTIR

 

Benedikt Bitterli 亦展示了令人印象深刻的視頻影片,當使用無偏估計器、ReSTIR 演算法及每個像素最多追蹤 8 條光線,目前旗艦級的 RTX 2080 Ti 繪圖卡在 50fps 內可以實現 340 萬個光影效果,與現有的光追技術相比,其速度快了 6 到 60 倍,如果以一些圖像暗化、性能損失的代價換取多一些雜訊的情況下,速度更可以快 35-65 倍。

 

 

研究人員亦提到,一旦渲染完成,更低的雜訊就不必局限於後期處理,因為使用 ReSTIR 光線追蹤演算法,降噪是核心渲染器的一部分,而濾波處理的是 Probability Density Functions 概率密度函數而不是顏色。時間許可的話,全新的 ReSTIR 演算法有望應用到下一代的 RTX 系列繪圖卡之上。

 

ReSTIR

ReSTIR

ReSTIR

 

至於下一代的 RTX 系列繪圖卡發佈時間,消息指 NVIDIA 將會在 9 月陸續揭曉 GeForce RTX 30 系列新卡,會由第三季度開始,每個季度發佈一款「Ampere」架構的新卡,而且都是高階型號,取代現有的 RTX 2080、RTX 2070 系列,如無意外將會陸續看到 NVIDIA 發佈 RTX 3080 Ti、RTX 3080、RTX 3070。

 

ReSTIR

▲由 Pixeypop 設計的 Nvidia GeForce RTX 3080 Ti Concept Design

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