NVIDIA 光線追蹤技術讓及時 3D 影像幾乎可以假亂真

2013.11.22 05:41PM
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是NVIDIA 光線追蹤技術讓及時 3D 影像幾乎可以假亂真這篇文章的首圖

現在看到漂亮的房屋廣告、汽車廣告的時候,有沒有想過這些影像是否是採用真實拍攝,還是根本就是 CG 效果?這幾年來,在 GPU 效能不斷強化,以及平行運算的概念逐漸被產業接受, NVIDIA 也數次展示結合 Quadro 繪圖卡以及 Tesla 加速卡的 Maximus 方案所能呈現的即時效果,尤其在光影已經達到以假亂真的地步。

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這些效果要拜 NVIDIA 基於 CUDA 的 OptiX 引擎所製作的光線追蹤技術解決方案所賜,相較傳統的 CPU 式光線追蹤解決方案,基於 GPU 加速的 Mental Ray 能夠提供高達數十倍的處理效能。像是 Autodesk 系列軟體中的 Mental Ray ,就是基於 OptiX 引擎的方案。

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OptiX 是一套基於 C 語言的引擎,在 NVIDIA 與多家解決方案協作下,盡可能地減少繪圖工作者導入光線追蹤的麻煩;且 OptiX 不僅被用在影像處理的光線追蹤,還用在包括電影特效、音響音場反射模擬、電子產品熱設計風流模擬等;例如 Pixar 在製作動畫電影"怪獸大學"時,就將 OptiX 引擎導入他們獨立開發的動畫光線渲染後製方案 Katana 內。

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此外, NVIDIA 也為了設計師的需求,提供 NVIDIA Iray 光渲染工具,這套工具強調易用並可與各種影像工具整合,且能夠雙向溝通與擴充,且基於 GPU 加速,可提供近乎即時的渲染效果,其中又以 Iray Photoreal 這項渲染效果最為驚人,許多可以假亂真的 CG 如家具型錄、新車宣傳照片等,都是透過此渲染完成。

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透過 GPU 加速, Iray 能夠在數秒到數分鐘內完成過去幾乎需要一整天時間才能完成的光線與陰影效果模擬,目前的方案可簡單分為 Iray Realtime 、 Iray Interactive 以及 Iray Photoreal ,三者的效果與所需的時間成正比,以目前 NVIDIA 的解決方案,在拖曳 3D 模組後可快速的顯像並且模擬光影效果;目前的 Iray 在進行物件旋轉或是縮放時,會在渲染過程中出現雜訊, NVIDIA 允諾會在下一版大幅減少緩衝的雜訊。

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不過在光影模擬時,不光只是光與影的呈現,更重要的是光影在各種不同材質的表現,但一般繪圖者無法將這些材質效果以語法的方式整合進引擎,故 NVIDIA 也提供 Physical Materials 的解決辦法,由 NVIDIA 的程式撰寫人員與專為材質效果研究的工作團隊依照設計者對於材質的需求,由材質研究者挑選出近似真實的材質效果,並由 NV 團隊將其轉為程式編碼,並嵌入於 Iray 內,設計師只需要點選選單就可完成他們所想呈現的效果。

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Iray 已經獲得許多工業設計導入,尤其在家具、汽車產業更是興盛,例如 BMW 、 Benz 、日產、本田等,皆透過 Iray 進行車輛開發,且透過即時渲染的方式快速的模擬車輛採用不同材質、漆料、皮革等在不同光影環境的視覺效果,可幫助汽車產業提升開發速度。

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