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英伟达发布 RTX SUPER 系列移动版GPU芯片:支持光线追踪

前言:根据英伟达官方的消息,英伟达宣布联手全球顶级OEM厂商,将陆续推出搭载最新的GeForce RTX 2080 SUPER 和 GeForce RTX 2070 SUPER 移动版GPU芯片的笔记本电脑。

英伟达发布 RTX SUPER 系列移动版GPU芯片:支持光线追踪

 

一、什么是光线追踪技术?

光线跟踪,也叫ray tracing或者光束投射法,是一个在二维(2D)屏幕上呈现三维(3D)图像的方法。一个光线跟踪程序数学地确定和复制从一幅图像的光线的路线,但是方向相反(从眼睛返回原点)。

英伟达发布 RTX SUPER 系列移动版GPU芯片:支持光线追踪

光线跟踪现在被广泛用于计算机游戏和动画,电视和DVD制作,电影产品中。许多厂商提供用于个人电脑的光线跟踪程序,在光线跟踪中,每一个光线的路径由多重直线组成,几乎总是包含从原点到场景的反射,折射和阴影效应。

在动画中,每一束光线的直线部分的位置和方向总是在不断变化,因此每一条光线都要用一个数学方程式来表示,定义光线的空间路径为时间的函数,根据光线在到达屏幕前经过的场景中的目标的色素或颜色来分配给每一束光线一种颜色。屏幕上的每一个像素符合每一时刻可以回溯到源头的的每条光线。

光线跟踪最先是由一个叫数学应用组的组织中的科学家在20世纪60年代发明的。这些科学家中的一些人变得对光线跟踪作为一种艺术感兴趣,成为绘画艺术家,并建立了一个动画摄影工作室,使用光线跟踪为电视和电影制作3D电脑肖像和动画。

英伟达发布 RTX SUPER 系列移动版GPU芯片:支持光线追踪

实时渲染视频级别的计算机三维图形是计算图形领域的终极目标,与现在普遍使用的光栅化渲染技术(上图左边)相比,光线追踪普遍被视为视觉技术(上图右边)的未来方向,可带来近乎真实的真正电影级图形和光影物理效果,光线追踪算法是达到这个目标的圣杯,经过几十年的努力,终于要接近这个理想了。

 

二、光线追踪技术发展

1968年,Arthur Appel提出将光线追踪算法应用于图形渲染,那时还叫ray casting。

1979年Turner Whitted带来了新的研究突破:递归光线追踪算法《Recursive RayTracing Algorithm》。

1984年,Carpenter等人发表了一篇分布式光线追踪的论文《Distributed RayTracing》,影响甚广。发展到今天,大多数的照片级渲染系统都是基于光线追踪算法的。基本的光线追踪算法并不难,相信大部分计算机图形学的同学都写过的,难的是如何优化提高效率。

2005年,萨尔兰大学SaarCOR研究小组在SIGGRAPH上展示了第一个实时光线追踪加速硬件——RPU(Ray Processing Unit)。

2009年8月的SIGGRAPH会议上,图形处理器巨头Nvidia发布了OptiX,这是一个基于Nvidia GPU的实时光线追踪加速引擎。在功能上,Nvidia在介绍中说optix引擎基于CUDA架构,开发者可以使用C语言编程,创造出基于GPU运算的光线追踪应用。

随后几年,光线追踪技术开始逐渐应用于大型游戏中。

英伟达发布 RTX SUPER 系列移动版GPU芯片:支持光线追踪

 

三、英伟达

早在2018年3月26日,英伟达在GTC( GPU 技术大会)上发布了RTX Technology(RTX技术)。RTX技术是英伟达公司的光线追踪技术。

本次英伟达即将发售的GeForce RTX 2080 SUPER 和 GeForce RTX 2070 SUPER 是最新支持光线追踪技术的移动版GPU芯片,同时基于 NVIDIA Turing 架构,集成了专用的硬件RT内核,支持实时光线追踪和AI。其包含特性:

  • Dynamic Boost,在每一帧画面上,智能自动调节GPU和CPU之间的功耗分配,从而提高整体游戏性能。Dynamic Boost可以自动运行并动态调节,在不增加系统功耗的前提下提供更高性能。
  • Low Voltage GDDR6,NVIDIA与合作伙伴一起努力,带来更高能效的低电压GDDR6显存,其高性能、低功耗的特性会令消费者受益。
  • Advanced Optimus,一项创新的显示技术,NVIDIA G-SYNC 可提供无撕裂和卡顿的身临其境般的游戏体验。同时还能通过 Advanced Optimus® 技术延长电池续航能力。Advance Optimus 技术可根据当前负载,智能判断适当的GPU用以驱动笔记本屏幕而无需重启操作系统。全新联想拯救者笔记本电脑是全球首款加入 Advanced Optimus 技术的产品。
  • Next-Generation Regulator Efficiency,下一代能效调节技术有助于优化系统设计,从而令GPU高效运行的同时提供更出色的整体性能表现。
  • DLSS 2.0 (Deep Learning Super Sampling 2.0),由 RTX 内建独立的Tensor Cores提供加速支持的 DLSS 2.0 是经过优化的深度学习神经网络,它能在为游戏生成精美、清晰的图像的同时提升帧率。DLSS 2.0 能在开启光线追踪的同时大幅提升帧数;还可帮助延长电池续航能力,最高可达20%。

英伟达发布 RTX SUPER 系列移动版GPU芯片:支持光线追踪

 

 

 

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