Serie GPU RTX di Nvidia: come il ray tracing in tempo reale cambia gioco

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All'inizio di quest'anno, Nvidia ha presentato la sua nuova linea di GPU (Graphics Processing Unit), con il nuovo nome: RTX. Questo è un aggiornamento rispetto alle precedenti serie di GPU GTX, ma il marchio non è l'unica modifica.

Nvidia ha ora equipaggiato queste GPU con la capacità di eseguire in tempo reale ray tracing. Ma cos'è il ray tracing e perché è così importante?

Che cosa è venuto prima del ray tracing?

La parola "rendering" è usata parecchio quando si parla di schede grafiche o giochi. Il processo di rendering prevede la conversione di un oggetto tridimensionale in un'immagine bidimensionale che apparirà realistica sullo schermo. I giochi sono interattivi e rendono gli oggetti mentre il movimento di un giocatore cambia la prospettiva sullo schermo.

Ciò significa che è necessario disporre di un modo per garantire un aspetto realistico della grafica. Gli sviluppatori hanno raggiunto questo obiettivo utilizzando il rendering in tempo reale, ma per decenni ha utilizzato la stessa tecnologia: rasterizzazione.

La rasterizzazione è una tecnologia che, al centro, si basa sui triangoli. Vede gli oggetti 3D come una grande raccolta di poligoni fatti di triangoli. Raccoglie vari tipi di dati, come posizione, colore, trama e simili, dai tre punti vertici AKA dei triangoli.

Non sono necessari tutti questi dati, quindi li perfeziona. Imposta lo schermo come cornice di riferimento e quindi determina come visualizzare i pixel. Una volta fatto, c'è un po 'di elaborazione e l'immagine appare sullo schermo. È un sacco di lavoro, ma le GPU (come distinguere una GPU, una CPU e un'APU Qual è la differenza tra un'APU, una CPU e una GPU?Negli ultimi cinque o più anni, ci sono stati diversi termini che ruotano intorno per descrivere l'hardware del computer. Alcuni di questi termini includono ma non sono limitati a APU, CPU e GPU. Ma... Leggi di più ) hanno abbastanza potenza per farlo in una frazione di secondo e aggiornarlo più volte in un secondo per rendere il movimento molto fluido.

Ray Tracing vs. rasterizzazione

Nel mondo reale, sei in grado di vedere le cose come risultato della luce che le colpisce. L'illuminazione del mondo reale è molto complessa, con ogni raggio di luce che riflette e rifrange più volte prima che raggiunga i nostri occhi, facendoci vedere l'elevata quantità di dettagli. La replica di questo è un lavoro molto difficile, ma con ray tracing, la tecnologia è ora più vicina che mai.

Come suggerisce il nome stesso, il ray tracing si basa sulla traccia di ogni singolo raggio di luce che colpisce oggetti in una scena tridimensionale virtuale. Il ray tracing seguirà il percorso dei raggi di luce dalla sorgente luminosa, agli oggetti, e ogni riflesso e rifrazione che attraversano, prima di raggiungere finalmente lo schermo.

Se sono presenti più sorgenti luminose, la tracciabilità dei raggi terrà conto di tutte. Invece di trattare ogni pixel come un punto su una rete di poligoni, come fa la rasterizzazione, ray la traccia tratta ogni pixel come un raggio di luce, che è paragonabile a come l'occhio umano effettivamente vede cose.

Perché Ray Tracing è improvvisamente rilevante adesso?

L'industria cinematografica e dell'animazione utilizza già la tecnologia di ray tracing per il rendering delle scene per renderle il più realistiche possibile. Si noti che ciò non richiede ray tracing in tempo reale; la tua attuale GPU potrebbe probabilmente gestire anche il ray tracing.

Tuttavia, a seconda della pesantezza della scena che si sta tentando di eseguire il rendering, potrebbero essere necessari diversi giorni per eseguire il rendering di pochi secondi di immagini tridimensionali. Nei giochi, le GPU devono rendere le scene in movimento. Il requisito principale per questo è l'hardware in grado di farlo in tempo reale.

Ovviamente, il ray tracing richiede una quantità di elaborazione molto maggiore rispetto alle esigenze di rasterizzazione, e quindi è un'attività che richiede molta GPU. L'uso del ray tracing per ogni parte di una scena virtuale è il modo ideale per ottenere un'immagine dall'aspetto più realistico. Tuttavia, viene spesso utilizzato solo per parti selezionate di una scena. La GPU elabora il resto della scena attraverso la rasterizzazione.

Questo ci porta all'approccio di Nvidia con le sue ultime serie di GPU, e in particolare cosa fanno con RTX.

Come funziona la GPU RTX di Nvidia?

L'ultima generazione di GPU di Nvidia, chiamata anche Turing, è un evidente miglioramento sulla carta. Nvidia li produce con un nuovo processo più piccolo di 12 nanometri. Sostengono anche di essere il 50% più potenti e 10 volte più veloci della generazione precedente. Tuttavia, questi numeri non significano molto.

Ciò che è importante è come Nvidia ha cambiato la struttura di base della GPU.

Queste nuove GPU portano i soliti core CUDA che Nvidia ha utilizzato per le generazioni precedenti. Inoltre, vengono forniti anche con core "Tensor" dedicati, per l'apprendimento automatico e core "RT" per, beh, avete indovinato, ray tracing. Per riassumere, Nvidia ha basato queste GPU su una nuova architettura più intelligente e ha hardware specificamente dedicato al ray tracing, che è il primo.

Tutto questo viene utilizzato in combinazione per accelerare il ray tracing e farlo funzionare in tempo reale.

Per utilizzare questo nuovo hardware in modo efficiente, Nvidia ha un sacco di software da abbinare. Nvidia OptiX è uno che aiuta a sfruttare al meglio le funzionalità di ray tracing dell'hardware. Ha anche un "denoiser con accelerazione AI". Ora, come sapete, il ray tracing si basa sull'uso della luce per determinare l'aspetto di un'immagine virtuale.

Per questo motivo, ci sarà sicuramente del rumore in aree che hanno poca o nessuna luce. Il denoiser aiuta a liberarsene. Nvidia sta anche lavorando per aggiungere supporto al ray tracing su API Vulkan Cosa sono le librerie di runtime Vulkan in Windows?Vedendo le librerie Vulkan Run Time sul tuo PC e chiedendoti cosa sono nel mondo? Ecco tutto ciò che devi sapere su Vulkan. Leggi di più .

Nvidia non è nemmeno solo in questo. Potresti conoscere Microsoft DirectX, un prerequisito per eseguire molti giochi su Windows (come installare e aggiornare DirectX Come scaricare, installare e aggiornare DirectX sul tuo PCTi chiedi perché DirectX si trova sul tuo sistema Windows 10 o come aggiornarlo? Spiegheremo ciò che devi sapere. Leggi di più ). Microsoft ha annunciato un'estensione dell'ultima versione ora, chiamata DirectX Ray Tracing (DXR). Questo ha lo scopo di aiutare a fornire supporto software agli sviluppatori per adattare il loro gioco per sfruttare appieno l'RTX di Nvidia.

RTX utilizzerà la nuova potenza hardware e le funzionalità di ray tracing insieme al vecchio affidabile rasterizzazione e altri processi correlati, per offrire un'esperienza di gioco più realistica che mai.

Ray sta tracciando la risposta alla grafica di prossima generazione?

Bene, non proprio. Il ray tracing non è mai stato utilizzato in uno scenario di consumo quotidiano. Ecco perché ci vorrà del tempo prima che l'industria dei consumatori adotti questa tecnologia. Gli sviluppatori hanno già iniziato a integrare questa tecnologia nei loro giochi. Tuttavia, solo una manciata di giochi lo supporta al momento della scrittura.

Quindi, nel caso in cui stavi pensando aggiornare la tua GPU, in attesa di un po 'per vedere come la tecnologia avanza potrebbe essere l'opzione migliore. In ogni caso, il ray tracing sarà probabilmente il futuro dei giochi. Potrebbe finire per essere tramite RTX o attraverso qualche altra tecnologia equivalente rilasciata in futuro.

Solo il tempo lo dirà. Nel frattempo, dai un'occhiata a questa elegante suddivisione del differenze tra TV, monitor di gioco e display BFGD di Nvidia Nvidia BFGD vs. Gaming Monitor vs. TV: le differenze spiegateNvidia ha annunciato il Big Format Gaming Display (BFGD). Questo nuovo tipo di TV è in realtà un'innovazione o solo qualche espediente di marketing? Leggi di più .