NVIDIA представила видеокарты с аппаратным ускорением трассировки лучей

Компания NVIDIA представила три видеокарты серии Quadro RTX, в которых, среди прочего, применяются выделенные ядра для аппаратного ускорения трассировки лучей. Производитель заявляет, что старшая модель сможет в реальном времени обрабатывать до десяти миллиардов лучей. Видеокарты появятся в продаже в четвертом квартале 2018 года по цене от 2300 долларов.

Трассировка лучей — это один из методов рендеринга объемных сцен, позволяющий увеличить реалистичность создаваемого изображения. Во время такого рендеринга компьютер симулирует прохождение луча от виртуальной камеры к объектам сцены. При столкновении с препятствием программа с учетом данных о форме и материале объекта рассчитывает значение цвета для пикселя в изображении. Стоит отметить, что в этом методе лучи распространяются от камеры к объектам, а не наоборот, но это все равно напоминает реальный механизм распространения света, благодаря чему получаемые с помощью метода изображения крайне реалистичны, особенно при рендеринге отражений, полупрозрачных предметов и других оптических эффектов.

Главный недостаток метода заключается в том, что из-за необходимости расчета распространения множества лучей, в том числе и преломленных, рендеринг с его помощью требует огромных вычислительных ресурсов. Из-за этого пока его применяют не везде, обычно лишь при создании изображений или видеороликов, а не в играх или других сферах, где рендеринг необходимо проводить в реальном времени. Компания NVIDIA представила на конференции SIGGRAPH 2018 три видеокарты Quadro RTX, оснащенные системой аппаратного ускорения трассировки лучей, и предназначенные для трассировки именно в реальном времени.

Видеокарты построены на основе новой архитектуры Turing. Она состоит из ядер CUDA для обычных вычислений, а также тензорных ядер для аппаратного ускорения алгоритмов машинного обучения и ядер RT Core для аппаратного ускорения трассировки лучей. Компания представила три версии видеокарты: Quadro RTX 5000, Quadro RTX 6000 и Quadro RTX 8000. Младшая версия может обрабатывать до шести миллиардов лучей в секунду, а две остальные — до десяти миллиардов. Видеокарты используют память стандарта GDDR6, которой, в зависимости от версии, может быть от 16 до 48 гигабайт. Кроме того, они поддерживают интерфейс NVLink, позволяющий объединить две видеокарты через шину с высокой пропускной способностью.

Компания отмечает, что видеокарты предназначены для иллюстраторов и других специалистов, работающих с высококачественной 3D-графикой. Младшая версия Quadro RTX 5000 стоит 2300 долларов, Quadro RTX 6000 обойдется в 6300 долларов, а модель Quadro RTX 8000 стоит 10000 долларов. Поставки видеокарт должны начаться в четвертом квартале 2018 года.

В качестве демонстрации возможностей новых видеокарт NVIDIA продемонстрировала ролик, который отрисовывался двумя Quadro RTX 8000 в реальном времени:

Кроме того, компания рассказала, что показанная в марте демонстрация, в которой четыре видеокарты Tesla V100 отрисовывали изображение в реальном времени, может практически в реальном времени работать на одной новой видеокарте Quatro RTX 8000. Во время этой демонстрации видеокарта просчитывает путь пяти лучей для каждого пикселя изображения:

В начале года американские программисты представили модель глобального освещения, предназначенную для реалистичного рендеринга меха и учитывающую его структурные отличия от волос, для которых уже существуют реалистичные модели. Разработчики отмечают, что они добились на порядок большей скорости рендеринга при одинаковом качестве по сравнению с существующими методами.

Григорий Копиев