Tracing это что: теория и практика / Хабр

Революция в графике? Что такое трассировка лучей в новых видеокартах Nvidia

Nvidia наконец-то представила новое поколение видеокарт — и на смену GTX приходят RTX на архитектуре Turing, специально заточенные под технологию трассировки лучей. Компания считает, что за Ray Tracing будущее компьютерной графики. Разбираемся, что это такое.

Ray Tracing или трассировка лучей — одна из редких технологий компьютерной графики, принцип которой довольно просто объяснить. Достаточно посмотреть вокруг: все, что мы видим — это отраженные от объектов лучи света, улавливаемые нашими глазами. Даже сейчас, когда вы читаете этот текст, миллиарды фотонов достигают ваших зрительных органов, вся эта информация обрабатывается мозгом, и из нее и создается «изображение» в вашей голове.

В общем, да, можно даже сказать, что вся видимая нами реальность — это лишь отраженный свет.

Трассировка лучей — это технология рендеринга (то есть отрисовки, создания) трехмерной графики, где используется этот принцип. Специальный алгоритм отслеживает путь луча от объекта освещения, а затем создает симуляцию того, как он взаимодействует с объектами: отражается, преломляется и так далее.

Как вы уже могли догадаться, Ray Tracing позволяет создавать невероятно реалистичное освещение, практически неотличимое от реального. Алгоритм принимает во внимание, где именно луч света касается объекта, учитывает свойства поверхности и вычисляет, как в таких случаях поведет себя этот луч, где он начнет рассеиваться, где — отражаться от других объектов, где сменит цвет, а где отбросит тень.

В каком-то смысле трассировка лучей — это такая попытка симулировать человеческое зрение. И она гораздо сложнее классического и использующегося сейчас в играх метода рендеринга — растеризации.

При растеризации компьютер постоянно конвертирует трехмерную графику в двухмерные пиксели и, собственно, выводит их на экран. Большая часть эффектов, тех же теней или бликов сейчас создается благодаря шейдерам — именно шейдеры превращают статичные пиксели в тот самый «графон».

В общем, если Ray Tracing — это симуляция, то растеризация — симуляция симуляции. Однако у трассировки лучей есть один гигантский недостаток — она невероятно, изуверски требовательно к ресурсам. Обсчитать такое количество лучей, отследить путь каждого из них, вычислить преломления, воссоздать эффект прозрачности, — все это для видеокарты очень непросто. При создании CGI-графики и трехмерных мультфильмов с этим мирятся — там один кадр может сутки рендериться, но вот в играх, где считаться все должно в реальном времени, да еще и при приемлемой частоте кадров… Именно поэтому трассировка лучей долгое время была «Священным Граалем» игрового 3D. И именно поэтому современные трехмерные мультфильмы такие красивые, а некоторые вообще выглядят так, словно кто-то поставил камеру в волшебный мир и заснял все прямо как есть.

Видеокарты на архитектуре Turing — первые специально «заточенные» под технологию трассировки лучей в истории. Конечно, пока речь идет о гибридном рендеринге — большая часть объектов будет рендериться с помощью растеризации, но свет и тени, отражения, — здесь и проявит себя Ray Tracing.

На презентации Nvidia показала несколько геймплейных видео, в которых наглядна видно, как конкретно трассировка лучей влияет на изображение.

Возьмем, к примеру, пару одинаковых сцен (первый снимок — с выключенной трассировкой лучей, второй — с включенной):

1 фото

1 фото

Разница очевидна. При включенной RTX тени от каждого источника освещения обсчитываются индивидуально. Например, тело мальчика отбрасывает от света свечи отчетливую и очень мягкую тень, которая плавно переходит в тьму, смешиваясь с другими тенями. То же самое можно сказать и о других людях в кадре.

Еще один пример из Shafow of the Tomb Raider. Посмотрите, как мягко смешиваются тени на земле, в том числе и со светом:

1 фото

1 фото

А вот один из моих любимых примеров — сцена из Metro Exodus:

1 фото

1 фото

На первом снимке комната слишком сильно освещена, и в реальной жизни она бы выглядела не так. Источник света в сцене только один — окно, а потому гораздо более «темный» вариант с использованием RTX — это именно то, что увидели бы ваши глаза, стой вы на пороге помещения.

Ну и напоследок — отражения от поверхностей из Battlefield V. Все это рендерится в реальном времени.

1 фото

1 фото

Какие игры?

Список игр, поддерживающих RTX, будет пополняться со временем. Под опцией RTX понимаются две функции: собственно, трассировка лучей, а также так называемая технология DLSS. Если вкратце, то DLSS — это сглаживание с помощью машинного обучения. DLSS тоже полагается на отдельный чип внутри видеокарты двадцатой серии.

В теории, DLSS позволит устранять лесенки с границ объектов без снижения производительности.

Поэтому стоит пояснить из этого списка: часть игр будет выполнять трассировку лучей в реальном времени, другая часть — использовать DLSS, еще одна — и то, и другое. Пока что новая технология заявлена в следующих тайтлах:

Ray Tracing:

• Assetto Corsa Competizione from Kunos Simulazioni
• Atomic Heart
• Battlefield V
• Control
• Enlisted
• Justice
• JX3
• MechWarrior 5: Mercenaries
• Metro Exodus
• ProjectDH
• Shadow of the Tomb Raider

DLSS:

• Ark: Survival Evolved
• Atomic Heart
• Dauntless
• Final Fantasy XV
• Fractured Lands
• Hitman 2
• Islands of Nyne
• Justice
• X3
• Mechwarrior 5: Mercenaries
• PlayerUnknownʼs Battlegrounds
• Remnant: From
• Serious Sam 4: Planet Badass
• Shadow of the Tomb Raider
• The Forge Arena from
• We Happy Few

А что с видеокартами?

Сообщается, что видеокарты на архитектуре Turing справляются с эффектами RTX до десяти раз быстрее, чем топовые на данный момент флагманы 1080 и 1080 TI.

Но вы должны понимать, что речь идет только о трассировки лучей и DLSS! Насколько новые «карточки» быстрее аналогов десятой серии в обычных играх и в играх с отключенным RTX, NVIDIA не сообщила даже на презентации.

То есть нужно ждать бенчмарков. Может быть и так, что RTX-задачи 20** работают реально в десять быстрее своих аналогов десятой серии, но в целом при обработке 3D выигрывают лишь на 10-15%.

Мемы, мемы, мемы…

Конечно, такой жирный инфоповод, как анонс новых видеокарт Nvidia, не мог пройти мимо интернет-общественности, и в сети появилось огромное количество мемов, в шуточной форме демонстрирующих, как же именно RTX превращает «текстурки из палеозоя» в «божественный ГРАФОН».

Мы собрали для вас целую галерею — смотрите по ссылке.

А что вы думаете? Можно ли назвать трассировку лучей революцией в компьютерной графике? Пишите в комментариях!

Читай нас

Читай нас

TelegramЯ. НовостиGoogle News

Трассировка лучей в реальном времени в Unity для высококачественных отражений и глобального освещения | Графика и рендеринг

Технология трассировки лучей создает реалистичные эффекты освещения и взаимодействия лучей света с физическими материалами, принося настоящее глобальное освещение в ваши проекты самого разного стиля.

Скачать Unity
Загрузить проект Meeting Room

Реальность и иллюзия

В этой демонстрации, отрисованной в Unity в реальном времени, сравниваются реальная и виртуальная машины, созданные Unity и NVIDIA. Огромный массив источников света и качество графики делают машины неотличимыми друг от друга. 

Unity и NVIDIA вместе с BMW показывают 2019 BMW 8 Series Coupe. 

Правильный инструмент для нужного дела

Эта технология обеспечивает ключевое преимущество разработчикам, так как имитирует реальное поведение света, позволяя создавать и динамически менять объекты, размывая линию между реальным временем и реальностью.

В проектах, где требуется максимальный реализм и высочайшая детализация, функции Unity Ray Tracing обеспечивают отражения и точное динамическое вычисление глобального освещения.

Трассировка лучей — предварительная версия

Система трассировки лучей Unity в реальном времени моделирует аналогичные природным свойства лучей света, их взаимодействие с физическими объектами и материалами в сцене. Это технологическое достижение делает доступным настоящее глобальное освещение, пространственное затенение и другие эффекты для создания как фотореалистичной, так и стилизованной картины.

Процесс рендеринга высокого разрешения (HDRP) включает поддержку трассировки лучей и аппаратного ускорения, позволяя учитывать отражения от всех объектов — в том числе тех, что находятся за кадром. Подсистема включает реализации для направленных теней и теней по площади, глобального освещения, отражений и прозрачности. 

DX12/DXR API в пакете HDRP предназначен для приложений, используемых в инженерной, архитектурной и автомобильной отраслях. Загрузите пример проекта с нашим офисом с GitHub, чтобы начать работу.

Эффекты трассировки лучей

High Definition Render Pipeline использует технологии трассировки лучей взамен некоторых эффектов для экранного пространства, методов затенения и рендеринга мешей.

• Ray Traced Ambient Occlusion заменяет экранное пространственное затенение на более точную модель пространственного затенения на основе трассировки лучей с использованием данных за пределами экрана.
• Ray Traced Global Illumination — это альтернатива зондам и картам освещения в HDRP. Сюда относятся различные наборы атрибутов для трассировки лучей 1-й и 2-й ступени.
• Ray Traced Reflections — это замена экранным отражениям. Здесь используется метод построения отражений по трассировке лучей с использованием данных из-за пределов кадра.
• Ray Traced Shadows заменяет карты теней для направленных, точечных источников света и областей света.
• Recursive Rendering заменяет процесс отрисовки мешей. Меши, для которых включена эта функция, преломляют и отражают лучи рекурсивно.

«Готовые ресурсы Unity для разработчиков и популярность среди самых разных брендов делают пользователей платформы идеальной аудиторией, которая заинтересуется преимуществами трассировки лучей адаптеров RTX».

Bob Pette, Vice President, Professional Visualization, NVIDIA

Узнайте все тонкости

Фотография или графика? Трассировка лучей в реальном времени | Программный доклад Unity на GDC 2019

Сумеете определить, где реальное, а где компьютерное изображение машины? Чтобы показать возможности трассировки лучей, мы совместно с NVIDIA и BMW Group создали демонстрацию BMW 8 Series Coupe 2019 г.

Смотреть сейчас

Использование аппаратного ускорения трассировки лучей в игровой платформе Unity

В этом докладе объясняются ключевые решения, определившие интеграцию поддерживаемых Unity функций трассировки лучей в реальном времени (например отражения, мягкие тени и т. д.). Это подробный обзор реализованных функций и оптимизации.

Смотреть сейчас

Начало работы с технологиями трассировки лучей DirectX в Unity – SIGGRAPH 2019

В этом видео мы расскажем о том, как использовать экспериментальные функции трассировки лучей, представленные в бета-версии Unity 2019.3 без скучного разбора алгоритмов!

Смотреть сейчас

Оптимизация и развертывание глобального освещения на основе трассировки лучей с RTXGI

Для разработки глобального освещения реального времени в Unity использовалось ПО NVIDIA RTXGI. В этом докладе рассматривается глобальное освещение, разбираются эффекты, реализованные в новой демонстрации Unity, а также рассказывается о лучших методах моделирования и разработки освещения.

Смотреть сейчас

Изучайте практику использования трассировки лучей в реальном времени

Реальность против иллюзии

Познакомьтесь с историей разработки нашей демонстрации трассировки лучей. Мы сделали компьютерное изображение BMW идентичным фотографии реального автомобиля BMW 8 Series Coupe, сделанной нами на складе для демонстрации преимуществ гибкой платформы реального времени в разработке рекламы.

Подробнее

Трассировка лучей — что это значит для вас?

Unity Ray Tracing открывает путь к приложениям с невероятно реалистичной графикой реального времени, работающим на доступной аппаратуре. Узнайте о том, как можно использовать технологии трассировки лучей в проектах.

Подробнее

Модуль трассировки лучей в реальном времени пока находится в статусе предварительной версии

Начните с пакета Ray Tracing (предварительная версия).

Начать
Загрузить проект

Трассировка Определение и значение | Dictionary.com

• Основные определения
• Викторина
• Связанный контент
• Примеры
• Британский

Показывает уровень оценки в зависимости от сложности слова.

[ trey-sing ]

/ ˈtreɪ sɪŋ /

Сохранить это слово!

См. синонимы для: tracing / tracings на Thesaurus.com

Показывает уровень обучения в зависимости от сложности слова.

сущ.

действие человека или предмета по следу.

то, что производится путем трассировки.

копия чертежа, карты, плана и т.п., выполненная калькой на прозрачном листе, помещенном поверх оригинала.

запись, сделанная саморегистрирующимся инструментом.

ВИКТОРИНА

ВЫ ПРОЙДЕТЕ ЭТИ ГРАММАТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИЛИ НАТЯНУТСЯ?

Плавно переходите к этим распространенным грамматическим ошибкам, которые ставят многих людей в тупик. Удачи!

Вопрос 1 из 7

Заполните пропуск: Я не могу понять, что _____ подарил мне этот подарок.

Происхождение кальки

Среднеанглийское слово, датируемое 1350–1400 гг.; см. Origin at trace ¹ , -ing ¹

Слова рядом tracing

trachybasalt, trachycarpous, trachyspermous, trachyte, trachytic, tracing, tracing paper, tracing tape, track, trackage, track and field Dictionarycom

15 Полный
На основе Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc. , 2023 г.

Слова, относящиеся к отслеживанию

изображение, модель, ксерокопия, фотография, портрет, печать, реплика, репродукция, расшифровка, тип, архитектура, расположение, композиция, конструкция, рисунок, форма, идея, макет, карта, метод

Как использовать кальку в предложении

• Вы можете спросить любого, кто рисует, и он скажет вам, что вам следует приобрести именно эти кальки.

  Обязательные художественные принадлежности, чтобы раскрыть ваш внутренний творческий потенциал|Сандра Гутьеррес Г.|11 февраля 2021 г.|Popular-Science

• Затем с помощью отслеживания контактов они надеялись составить карту того, как часто вакцинированные студенты распространяют вирус.

  Итак, вы получили вакцину. Можно ли еще заразить людей? Pfizer пытается это выяснить.|Стефани Арнетт|2 февраля 2021 г.|MIT Technology Review

• Благодаря отслеживанию контактов официальные лица узнали, что Самсонов проводил время с тремя товарищами по команде — Овечкиным, Орловым и центровым Евгением Кузнецовым — в гостиничном номере Питтсбурга. во время поездки, чтобы начать сезон.

  Алекс Овечкин возвращается, забив победный гол в овертайме, когда «Кэпиталз» обыграли «Брюинз» со счетом 4:3|Саманта Пелл|31 января 2021 г.|Washington Post центровой Евгений Кузнецов — в номере питтсбургского отеля во время поездки в начале сезона.

  Алексей Овечкин и Дмитрий Орлов допущены к игре за «Кэпс»; Евгений Кузнецов и Илья Самсонов не участвуют|Саманта Пелл|30 января 2021 г.|Washington Post

• В течение этого сезона НБА стремилась сохранить гибкость расписания, сочетая положительные тесты игроков и усилия по отслеживанию контактов, которые привели к отсрочке более 20 игр.

  НБА обсуждает проведение Матча всех звезд в уменьшенном масштабе в Атланте|Бен Голливер|25 января 2021 г.|Washington Post

• На что был похож процесс отслеживания этих воспоминаний?

  Джордж Клинтон об индустрии «бандитов» и о том, как никто не хочет слушать наркомана|Кертис Стивен|19 ноября, 2014|DAILY BEAST

• Поклонники и новички вскоре увлеклись движением, отслеживая каждую работу, как зарытый клад.

  Поймай его, если сможешь: переживая вторжение Бэнкси в Нью-Йорк|Алекс Зюскинд|14 ноября 2014 г.|DAILY BEAST

• Чтобы переломить ход эпидемии, по его словам, потребуются «жесткие контакты, отслеживание и карантин».

  Кровь — это оружие и слабость Эболы|Эбби Хагладж|26 октября 2014 г.|DAILY BEAST

• Но на самом деле отслеживание контактов является основным принципом всех усилий в области общественного здравоохранения.

  «Врачи без границ» подошли к критической точке эпидемии Эболы|Эбби Хаглаге, Кент Сепковиц|21 октября 2014 г.|DAILY BEAST

• Другими словами, отслеживание контактов с надлежащим наблюдением за теми, кто подвергается риску, работает точно по плану.

  «Врачи без границ» подошли к критической точке эпидемии лихорадки Эбола|Эбби Хаглаге, Кент Сепковиц|21 октября 2014 г.|DAILY BEAST

• Его исследования вскоре дошли до ушей полиции, которая по-прежнему выслеживала загадочного Хосе Пуэгаса.

  Веселые приключения Аристида Пужоля|Уильям Дж. Локк

• Иногда поиск мог быть сделан каким-нибудь продвинутым учеником или компетентным помощником.

  Антонио Страдивари|Гораций Уильям Петерик

• Прослеживая родословную Чайковского, мы не находим ни одного имени, связанного с музыкой.

  Жизнь и жизнь Письма Петра Ильича Чайковского|Модеста Чайковского

• Прослеживая естественную историю трактира, я нашел почтенных тупиц самыми отвратительными из моих подданных.

  The Chequers|James Runciman

• Чтобы проследить происхождение и развитие этой ссоры, необходимо вернуться на несколько лет назад.

  История Англии от вступления Джеймса II. | Томас Бабингтон Маколея

Определения британского словаря для отслеживания

Трассия

/ (ˈtreɪsɪŋ) /

Noun

A. Apperɪŋsɪŋ) /

Noun

A. акт создания следов

запись, сделанная прибором

Английский словарь Коллинза — полное и полное цифровое издание 2012 г.
© William Collins Sons & Co. Ltd., 1979, 1986 © HarperCollins
Publishers 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012

След — определение, значение и синонимы печальные крошки печенья на дне пустой банки из-под печенья.

У этого слова есть и другие значения трассировка . Глагол trace означает следовать по курсу или следу чего-то, иногда даже преследовать или охотиться за этим. Это также означает рисовать или делать наброски поверх изображения на полупрозрачной « кальке бумаги». Таким образом, можно сказать, что Шерлок Холмс выслеживал преступников по всему Лондону, отслеживая даже мельчайшие следы улик и отслеживая копии заметок злодея для его файлов.

Определения трассировки

1. существительное

   указание на то, что что-то присутствовало

   «не было
   след доказательств по иску»

   синонимы:

   тень, настойка, след

2. существительное

   едва поддающееся обнаружению количество

   «Он говорит по-французски с
   след акцент»

   синонимы:

   намек, предложение

3. существительное

   предложение некоторого качества

   синонимы:

   призрак, прикосновение

4. глагол

   проследить, обнаружить или установить ход развития чего-либо

   « трассировка успеваемость учащегося»

   синонимы:

   следить

   следить, быть в курсе, не отставать

   держать в курсе

   следовать, наблюдать, наблюдать, следить, следить

   следуй глазами или умом

5. глагол

   обнаружить следы

   «Она
   проследил обстоятельства ее рождения»

6. глагол

   читается с трудом

   «Археолог
   прочерчены иероглифы»

   синонимы:

   расшифровать

7. существительное

   видимый след (в виде следа), оставленный проходом человека, животного или транспортного средства

8. глагол

   делать свой курс или путешествовать по пути; путешествовать или проходить над, вокруг или вдоль

   «Дети
   проследил по опушке темного леса»

   «Женщины
   прослежено пастбище»

9. глагол

   вернуться еще раз

   « трассировка ваш путь»

   синонимы:

   возвращаться

10. глагол

    преследовать или преследовать безжалостно

    «Охотники
    выследил оленя в лесу»

    синонимы:

    гончая, охота

11. существительное

    рисунок, созданный путем наложения полупрозрачного листа бумаги на исходное изображение и копирования на него линий исходного изображения

    синонимы:

    отслеживание

12. глагол

    сделать отметку или линии на поверхности

    « след контур фигуры на песке»

    синонимы:

    чертить, описывать, чертить, чертить

    рисовать

    заниматься рисованием

    рисовать

    представляют собой рисунок карандашом, мелом и т.