Epic Games
微软在3月时宣布DirectX开始原生支援光线追踪(Raytracing)技术,带来更加真实的渲染画面,而知名游戏引擎Epic Games虚幻引擎(Unreal Engine)现在基于DirectX的光线追踪框架DXR,进一步提供即时光线追踪特效。
虚幻引擎资深产品经理Ken Pimentel表示,虚幻引擎最新的即时光线追踪技术,是利用先进GPU强大的运算能力,并结合机器学习技术,在最佳的渲染时机切换光栅化或是光线追踪技术。
在3月时,微软释出DirectX光线追踪框架DXR,在DirectX 12上正式原生支援光线追踪技术。与此同时,Nvidia也发表了Nvidia RTX,这是在Volta架构上执行的GPU光线追踪技术,而在Nvidia与微软合作后,透过DXR API完整支援RTX。虚幻引擎则是使用两者结合的工作管线,达成即时电影画质的图像运算。
光线追踪的原理是,追踪光线在场景的行进路线,在每次光线反射或折射时,模拟现实世界光的行为,并与先前储存的颜色累加。Ken Pimentel提到,真实世界中某些类型的材料,只能透过光线追踪才能绘制,尤其是大量反射以及复杂的半透明材料,另外,光线追踪也很适合用于计算区域阴影或是环境遮蔽。他举例,光栅化像是在询问这个图像的像素应该是什么颜色,而光线追踪则是在问光线在做什么?
在游戏开发者大会(Game Developers Conference,GDC)2018中,Epic、ILMxLAB以及Lucasfilm合作制作的星际大战展示中,从帝国风暴兵盔甲上的刮痕,到法斯玛队长弧形光亮的装甲,都是使用即时光线追踪技术渲染,才能得到如此自然的光影表现。(来源:Epic Games)
过去光线追踪技术被大量地使用在电影以及建筑物视觉化上,但这些图像计算都需要数小时的计算时间,而现在透过虚幻引擎即时光线追踪技术,可以即时的产生这些图像。不过,现在要达即时光线追踪的硬件门槛仍然不低,像是GDC 2018的这个星际大战范例,需要使用Nvidia DGX Station,并搭载4个Volta GPU参与运算才拿达到即时绘制的等级。
Ken Pimentel表示,DXR的性能表现与分辨率有关,而虚幻引擎也在执行自己的渲染,因此效能也与场景复杂度有直接关系。虽然星际大战展示影片用了很强大的硬件,但他认为,依照摩尔定律,这项技术的成本以及复杂性不须太久就能降低到普遍可用程度。Epic工程总监Sebastien Miglio也表示,现在还处于初期阶段,但在很短的时间内,即时光线追踪将在任何一个图像工作室的电脑都能执行。
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