A Microsoft kiadta a legnagyobb DirectX Raytracing frissítést a technológia 2018-as bevezetése óta, és két olyan funkcióval bővült, mint a fürtözött geometria és a particionált felső szintű gyorsítási struktúra, vagyis a PTLAS. Együtt simább sugárkövetési képkockasebességet és akár 90%-os VRAM-megtakarítást ígérnek a támogatott jelenetek esetében, ami a leginkább számíthat az elterjedt nyílt világú játékokban, ahol a memória és a számítási többlet már régóta szűk keresztmetszetet jelent.
Kulcs elvitelek
- ✓A Microsoft DirectX Raytracing frissítése a legnagyobb változás a DXR-ben a funkció 2018-as bevezetése óta.
- ✓A fürtözött geometria lehetővé teszi a sugárkövetésnek a kis háromszög klaszterek újrafelhasználását a nagy gyorsulási struktúrák újjáépítése helyett.
- ✓A particionált TLAS (PTLAS) csak a jelenet megváltozott régióit frissíti, megkönnyítve a VRAM-ot és a számítási terhelést.
- ✓A Microsoft és az NVIDIA jelentése szerint a sugárkövető VRAM akár 90%-os megtakarítást is elérhet a támogatott jelenetek esetében.
- ✓A két funkció együtt vagy egymástól függetlenül is használható, a nyílt világú játékok a legnagyobb haszonélvezők.
A sugárkövetés mindig is komoly költségekkel járt, mivel a színfalak mögött hogyan épülnek fel a jelenetek. Minden mozgó vagy deformálódó objektumnak saját gyorsulási struktúrára van szüksége, egyfajta indexre, amely megmondja a GPU-nak, hogy a geometria hol helyezkedik el a 3D-s térben, hogy pontosan nyomon tudja követni a fénysugarakat. Ezeknek a struktúráknak a folyamatos újraépítése, különösen forgalmas vagy animált jelenetekben, mind a VRAM-ot, mind a feldolgozási időt felemészti. Ez a DirectX Raytracing frissítés közvetlenül kezeli ezt a problémát, ahelyett, hogy a meglévő módszerek fokozatos módosítására hagyatkozna.
Milyen fürtözött geometria változik a DXR-ben
A fürtözött geometria az animált és procedurálisan generált objektumokat kis, újrafelhasználható háromszögcsoportokra bontja, ahelyett, hogy minden objektumot egyetlen nagy, folyamatosan újjáépített szerkezetként kezelne. A Microsoft megközelítése azt jelenti, hogy a fejlesztőknek többé nem kell az egyszerűsített proxymodellekre támaszkodniuk csak azért, hogy a sugárkövetést megfizethető áron tartsák. Ehelyett ugyanaz a részletes geometria, amelyet a szabványos raszteres rendereléshez használunk, most közvetlenül a sugárkövetési folyamatba is bevezethető.
Ez legalább annyira számít a vizuális pontosság, mint a teljesítmény szempontjából. Ha a sugárnyomkövető árnyékokat és visszaverődéseket a valódi, jelenleg látható modell helyett egy leegyszerűsített alapból építik fel, eltérések léphetnek fel, például olyan visszaverődés, amely finoman eltér az azt vető objektumtól. A teljes részletre kiterjedő geometria újrafelhasználásával a Microsoft szerint az árnyékoknak és a tükröződéseknek pontosan összhangban kell lenniük a képernyőn láthatóval, anélkül, hogy a fejlesztőknek minden elem két külön verzióját kellene fenntartaniuk.
Miért volt olyan költséges a gyorsítószerkezetek újjáépítése?
A nagy, alsó szintű gyorsítószerkezetek minden képkockát költségesek regenerálnak, különösen a mozgó szereplőkkel, elpusztítható tárgyakkal vagy sűrű lombozattal teli jeleneteknél. A fürtözött geometria elkerüli ennek a költségnek a nagy részét, mivel a kis háromszög klaszterek újrahasznosíthatók és újrakombináltathatók, nem pedig a semmiből lebonthatók és újraépíthetők, valahányszor valami megváltozik a képernyőn.
A PTLAS és a nyílt világú VRAM probléma
A frissítés második része, a PTLAS, egy másik fájdalomponttal foglalkozik. A szabványos felső szintű gyorsítási struktúra (TLAS) nyomon követi minden tárgy pozícióját egy teljes jeleneten keresztül, ami büntetővé válik a nagy, nyílt világú filmeknél, ahol a lejátszható terület kilométerekre is kiterjedhet. Az összes adat állandó és aktuális megőrzése jelentős VRAM- és GPU-ciklusokat igényel, még azokon a területeken is, amelyeket a lejátszó jelenleg nem lát.
A particionált TLAS lehetővé teszi, hogy a GPU a térképnek csak azokat a régióit frissítse, amelyek ténylegesen megváltoztak, miközben érintetlenül hagyja a világ többi részének gyorsulási szerkezeti adatait. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a játék képes frissíteni a sugárkövetési adatokat egy kis környéken, ahová a játékos éppen belépett, anélkül, hogy egy egész várost vagy kontinenst újra feldolgozna. A Microsoft megjegyzi, hogy a fürtözött geometria és a PTLAS nem függenek egymástól. A fejlesztők bármelyik funkciót alkalmazhatják önállóan, vagy kombinálhatják mindkettőt a maximális előny érdekében, attól függően, hogy az adott játéknak mire van leginkább szüksége.
| Funkció | Probléma megoldódik | Fő előny |
|---|---|---|
| Csoportosított geometria | Az animált vagy generált objektumok gyorsítási struktúráinak költséges újraépítése | Teljesen részletezett geometria a sugárkövetésben, jobb árnyék- és visszaverődési pontosság |
| Partícionált TLAS (PTLAS) | Nehéz VRAM és számítási igény a teljes jelenetre kiterjedő gyorsítási struktúrákból | A frissítések csak a régiókat változtatták, így akár 90%-kal csökkentve a VRAM-használatot |
Mit jelent ez a játékosok és a fejlesztők számára?
A játékosok számára a nyeremény magasabb és konzisztensebb képkockasebességként jelenik meg a ray-traced játékokban, különösen a korlátozott VRAM-mal rendelkező GPU-kon, amelyek jelenleg nehézségekbe ütköznek, ha a sugárkövetést bekapcsolják az igényes játékokban. Az alacsonyabb memórianyomás azt is jelenti, hogy a sugárkövetés a hardverek szélesebb körében is életképessé válhat, ahelyett, hogy a csúcskategóriás grafikus kártyákra lenne fenntartva.
A fejlesztők az érdekesebb kompromisszumot kapják. A fürtözött geometria és a PTLAS eltávolít néhány régóta fennálló kifogást a sugárkövetés kihagyására nagy, dinamikus világokban, mivel a legsúlyosabb technikai büntetések már lényegesen kisebbek. Ennek ellenére az elfogadás továbbra is attól függ, hogy a játékmotorok és az egyes stúdiók beépítik a DirectX Raytracing-szolgáltatások támogatását a folyamatba, így az előnyök fokozatosan fognak megjelenni, nem pedig egyik napról a másikra. A Microsoft azon törekvése, hogy nagyobb teljesítményt szorítson ki a sugárkövető hardverből, az NVIDIA saját neurális renderelő munkáját követi a DLSS 5-tel, ami azt sugallja, hogy mindkét vállalat intelligensebb, kevésbé nyers erejű megközelítéseket alkalmaz a valós idejű világításhoz.
Az első gyakorlati benchmarkokat inkább a motorgyártóktól és a korai alkalmazó stúdióktól várják, mint a kész játékokat, mivel az ilyen alacsony szintű API-frissítések általában hónapokig tartó integrációs munkát igényelnek, mielőtt megjelennek a szállítási címben. Azok a játékosok, akik időközben minden extra képkockát üldöznek, továbbra is hasznosnak találhatják az extra képkockák visszaszerzésére tervezett automatizált eszközöket, vagy általános tippeket a késés csökkentésére és a képkockasebesség javítására, miközben arra várnak, hogy a sugárkövetést igénylő címek utolérjék a Microsoft legújabb DXR képességeit.
Gyakran ismételt kérdések
Mi az a fürtözött geometria a DirectX Raytracingben?
A fürtözött geometria a jelenet animált vagy generált objektumait kis, újrafelhasználható háromszögcsoportokra bontja, lehetővé téve a sugárkövetésnek, hogy ugyanazokat a részletes modelleket használja, mint a szabványos renderelés az egyszerűsített proxyverziók helyett.
Mit jelent a PTLAS és mit csinál?
A PTLAS a particionált felső szintű gyorsítási struktúrát jelenti. Lehetővé teszi, hogy a GPU a jelenetnek csak a megváltozott részeit frissítse, ahelyett, hogy minden képkockán újraépítené egy teljes nyílt világtérkép gyorsulási adatait.
Mennyi VRAM-ot takaríthat meg ez a DirectX Raytracing frissítés?
A Microsoft és az NVIDIA jelentése szerint akár 90%-os VRAM-megtakarítás érhető el azoknál a jeleneteknél, amelyek a fürtözött geometriát és a PTLAS-t egyaránt kihasználják, bár a tényleges eredmények játékonként és hardverenként eltérőek lehetnek.
Mikor fogják használni a játékok ezeket az új DXR funkciókat?
Nincs rögzített idővonal. A stúdióknak integrálniuk kell a fürtözött geometriát és a PTLAS-t a motorjaikba és a renderelési csővezetékeikbe, így a játékok szállításában látható előnyök valószínűleg fokozatosan fognak megjelenni az elkövetkező hónapokban.