宗熙先生:什么是英伟达的光线追踪技术?工作原理是什么?

360影视 2025-01-21 15:07 3

摘要:它不是从物体的几何形状和材质属性出发去计算光照效果的,而是从虚拟相机(类似于人眼的视角)发出光线,追踪光线与场景中物体的交互情况,希捷根据光线的传播路径、反射、折射以及物体的材质属性等信息,按照现实中的各种物理规律,来精确计算每个像素的颜色和亮度。

简单来说,光线追踪技术(Ray Tracing)是一种图形渲染技术,它通过模拟光线在真实世界中的传播、交互方式,以生成更加真实和细腻的图像效果。

它不是从物体的几何形状和材质属性出发去计算光照效果的,而是从虚拟相机(类似于人眼的视角)发出光线,追踪光线与场景中物体的交互情况,希捷根据光线的传播路径、反射、折射以及物体的材质属性等信息,按照现实中的各种物理规律,来精确计算每个像素的颜色和亮度。

光线追踪技术在渲染以下场景方面优势明显:

1、反射和折射,光线追踪可以精确模拟镜面反射、玻璃折射等效果,使得水面、玻璃、金属等材质的表现更为真实。2、全局光照,通过模拟光线如何从不同表面反射并照亮其他区域,可以生成更加自然和丰富的光照效果,特别是在复杂的场景中。

3、阴影,光线追踪能够产生更加逼真的阴影效果,特别是在动态场景中,阴影的边缘更加柔和,并可随光源位置和物体运动变化。4、深度和景深效果,通过模拟光线的散射和焦点,光线追踪可以实现更加自然的景深效果,突出焦点,模糊背景。

5、实时渲染,光线追踪技术可以配合DLSS技术和RTX显卡的其它硬件加速功能一起协同工作,已在实时渲染中得到有效应用,提升画面质量的同时保持流畅的帧率。

严格来说,光线追踪技术是一种软件算法,但是它也需要有对应的硬件支持,最主要的就是光线追踪内核和张量内核。

光线追踪内核是英伟达RTX显卡独有的硬件单元,首次引入是在2018年发布的图灵(Turing)架构中,其主要目标是加速实时光线追踪的计算过程。光线追踪本质上是一种渲染算法,但计算量非常庞大,新增光线追踪内核就是为了解决光线追踪计算耗时的问题所设计的。

张量内核主要用于加速深度学习和各种人工智能任务,但在光线追踪中也发挥了重要作用。可以用来执行去噪操作,借助人工智能技术减少光线追踪产生的噪点,使得即使在较低的采样率下也能获得更清晰、更自然的图像。

一提起光线追踪技术,很多朋友可能会马上想起游戏,其实这些只是光线追踪技术的适用领域的一部分,除此之外还可以适用于电影特效制作、建筑设计可视化、汽车设计和科学可视化等领域。

来源:宗熙先生

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