NVIDIA 研究公布光線追蹤演算法 ReSTR ,使Taitan RTX 可實現數百萬個即時的動態光源與陰影

2020.05.25 11:55AM
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照片中包含了晚、景觀照明、光線追踪、光、英偉達

受到武漢肺炎影響,今年各大展會與技術活動也紛紛改以線上方式實行,同樣針對電腦視覺影像的 SIGGRAPH 也不例外; NVIDIA 研究人員也在此時機發表與 Dartmouth College 的 Visual Computing Lab 合作的結果,發表一篇介紹全新的即時光線追蹤演算法 ReSTR 的論文,這項技術能夠以消費級的 RTX 2080Ti 的性能實現數百萬個即時的動態光源與陰影效果,不過由於場景資訊量龐大,需要較高的 VRAM ,最終使用 Titan RTX 進行展演。

如同基於深度學習的 AI 技術一樣,光線追蹤技術也同樣不是甚麼嶄新的概念與技術,只是過往也同樣受限硬體性能,以往光線追蹤僅能透過超高性能的電腦預先演算後構成影片,若要達到即時的光線追蹤也僅能進行相當簡單的少量光線效果,不過隨著 NVIDIA 近期將光線追蹤的硬體加速核心 RT Core 整合到 GPU 內,現在消費級的 PC 也能進行即時光線追蹤,也使得電影產業的特效處理能加速、遊戲能夠呈現更進一步的光影效果。

照片中提到了E Boarding Area、E Boarding Area、letor,包含了魔方、室內設計服務、建築、紫色、設計

▲ ReSTIR 可呈現數百萬個即時直接光線與陰影

ReSTIR 是透過針對同一組光樣本進行重新取樣,並使用空間與時間相鄰畫素資訊作為進行追蹤的光線的參考資訊,在概念應用了現在的影像去噪與反鋸齒,不過透過降噪直接過濾像素色彩的同時,以過濾概率協助引導光線減少產生的噪點,藉由在進行光線追蹤處理時預先處理降噪與濾波,使光線處理能力提升。

ReSTIR 能夠在每個像速進行最多 8 道光線的即時追蹤,可在 50ms 內處理高達 340 萬個動態光與自發光多邊形的光線,相較現行即時光線追蹤技術提升 6 到 60 倍的效率,如果為了減低畫面噪聲而啟動降噪處理,仍有高出 35 到 65 倍的光線追蹤性能。不過 ReSTIR 目前在商用化前仍有技術上的限制,但他們也仍持續針對 ReSTIR 進行持續開發。

雖然目前 ReSTIR 需要使用旗艦級平台才能達到如此複雜的光線處理,不過預計今年 9 月將會發表新一代的 GeForce RTX 30 ,屆時可預期光線追蹤性能還會持續提升,也進一步加速即時光線追蹤技術能夠呈現的效果。

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