▷ Apakah rasterisasi dan apakah perbezaannya dengan pengesan ray

Selepas pelancaran kad grafik Nvidia RTX yang baru. Kami mahu menulis artikel mengenai apa yang sedang rasterisasi dan apakah perbezaannya dengan Ray Tracing. Siap untuk mengetahui semua yang anda perlu ketahui mengenai teknologi ini? Mari bermula!

Apakah rasterisasi dan perbezaan Ray Tracing

Grafik PC masa nyata telah lama menggunakan teknik yang dipanggil "rasterization" untuk memaparkan objek tiga dimensi pada skrin dua dimensi. Ini adalah teknik yang cepat dan hasilnya telah menjadi sangat baik sejak beberapa tahun yang lalu, walaupun ia tidak sebaik yang dapat dilakukan pelacakan ray.

Dengan teknik raster, objek yang anda lihat pada skrin dibuat dari jejaring segitiga maya, atau poligon, yang mencipta model objek tiga dimensi. Dalam jejaring maya ini, sudut setiap segitiga, yang dikenali sebagai simpang, memotong simpang segitiga lain dari pelbagai saiz dan bentuk. Kerana ini, banyak maklumat dikaitkan dengan setiap puncak, termasuk kedudukannya di ruang angkasa, serta maklumat tentang warna, tekstur, dan "normal" yang digunakan untuk menentukan bagaimana wajah permukaan objek..

Komputer kemudian menukar segitiga model 3D ke piksel, atau mata pada skrin 2D. Setiap piksel boleh diberikan nilai warna permulaan dari data yang disimpan di simpul segitiga. Pemprosesan piksel tambahan atau "teduhan", yang termasuk mengubah warna piksel berdasarkan bagaimana lampu di tempat kejadian memukul piksel, dan menggunakan satu atau lebih tekstur pada piksel, menggabungkan untuk menjana warna akhir yang digunakan untuk satu piksel.

Kami meringkaskan panduan perkakasan yang terbaik yang menarik minat anda:

• Pemproses terbaik di pasaran Papan asal terbaik di pasaran Best memori RAM di pasaran Kad grafik terbaik di pasaran SSD terbaik di pasaran

Ini komputasi secara intensif, kerana terdapat berjuta-juta poligon yang digunakan untuk semua model objek di tempat kejadian, dan kira-kira 8 juta piksel pada skrin 4K. Untuk semua ini kita mesti menambah bahawa setiap imej yang dipaparkan pada skrin biasanya dikemas kini 30 hingga 90 kali sesaat. Juga, buffer memori, ruang sementara yang diketepikan untuk mempercepatkan perkara, digunakan untuk membuat bingkai terlebih dahulu sebelum dipaparkan pada skrin.

Kedalaman atau "z-buffer" juga digunakan untuk menyimpan maklumat kedalaman piksel untuk memastikan objek depan pada lokasi xy skrin piksel dipaparkan, dan objek di belakang objek paling depan tetap tersembunyi. Ini adalah sebab mengapa permainan komputer moden dan grafik yang kaya bergantung pada GPU yang kuat, yang mampu banyak pengiraan setiap saat.

Ray Tracing berfungsi dengan cara yang sama sekali berbeza. Di dunia nyata, objek 3D yang kita lihat diterangi oleh sumber cahaya, dan foton yang membentuk cahaya dapat melantun dari satu objek ke objek lain sebelum mencapai mata penonton. Selain itu, cahaya boleh disekat oleh beberapa objek, mewujudkan bayang-bayang, atau cahaya dapat dilihat dari satu objek ke objek lain, seperti ketika kita melihat imej-imej dari satu benda yang dicerminkan pada permukaan yang lain. Kami juga mempunyai pembiasan, yang menyebabkan perubahan dalam kelajuan dan arah cahaya kerana ia melalui objek telus atau separa telus, seperti kaca atau air.

Ray Tracing menghasilkan semula kesan ini, merupakan teknik yang pertama kali dijelaskan oleh Arthur Appel dari IBM, pada tahun 1969. Teknik ini mengesan jalan cahaya yang melewati setiap piksel pada permukaan tontonan 2D dan menjadikannya model 3D di tempat kejadian. Penemuan utama seterusnya datang satu dekad kemudian dalam kertas 1979 bertajuk "Satu Peningkatan Model Pencahayaan untuk Skrin Terang, " Turner Whitted, kini ahli Nvidia Research, menunjukkan cara untuk menangkap refleksi, bayangan, dan pembiasan dengan Ray Tracing.

Dengan teknik Whitted, apabila kilat menyerang objek di tempat kejadian, maklumat warna dan pencahayaan pada titik impak pada permukaan objek menyumbang kepada warna piksel dan tahap pencahayaan. Sekiranya rasuk melantun atau bergerak melintasi permukaan objek yang berlainan sebelum mencapai sumber cahaya, maklumat warna dan pencahayaan dari semua objek boleh menyumbang kepada warna terakhir piksel.

KAMI MEREKOMENDASIKAN ANDAUpabila memasang Ubuntu Tweak di Ubuntu 16.04

Satu lagi dokumen dalam tahun 1980an meletakkan asas asas intelektual untuk revolusi grafik komputer, yang membatalkan cara membuat filem. Pada tahun 1984, Robert Cook, Thomas Porter dan Loren Carpenter dari Lucasfilm terperinci bagaimana Ray Tracing dapat menggabungkan pelbagai teknik sinematografi seperti gerakan kabur, kedalaman medan, setengah cahaya, tembus dan refleksi yang kabur sehingga, hanya itu sahaja mereka boleh dibuat dengan kamera. Dua tahun kemudian, kerja-kerja profesor CalTech Jim Kajiya, "The Equation Rendering, " menyelesaikan kerja pemetaan cara grafik komputer dihasilkan untuk fizik untuk lebih mewakili cara pencerahan cahaya. di tempat kejadian.

Menggabungkan semua kajian ini dengan GPU moden, hasilnya adalah imej yang dijana oleh komputer yang menimbulkan bayang, refleksi, dan pembiasan dengan cara yang tidak boleh dibezakan dari foto atau video dunia sebenar. Realisme itu adalah mengapa Ray Tracing telah datang untuk menakluki panggung wayang moden. Imej berikut yang dihasilkan oleh Enrico Cerica menggunakan OctaneRender, menunjukkan penyimpangan pukulan kaca dalam lampu, pencahayaan meresap di tingkap dan kaca es di tanglung di lantai yang tercermin dalam imej bingkai.

Ray Tracing adalah teknik yang sangat mencabar, sebab itu pembuat filem bergantung pada banyak pelayan atau ladang untuk membuat adegan mereka dalam proses yang boleh mengambil masa beberapa hari, walaupun minggu, untuk menghasilkan kesan khas yang kompleks. Tidak syak lagi, banyak faktor menyumbang kepada kualiti keseluruhan grafik dan prestasi mengesan ray. Sebenarnya, kerana pengesanan ray sangat kuat, ia sering digunakan untuk mewakili kawasan atau objek di tempat kejadian yang memanfaatkan sepenuhnya kualiti visual dan realisme teknik, sementara selebihnya ia diproses menggunakan rasterisasi.

Apa yang anda fikirkan tentang artikel kami mengenai apa yang sedang rasterisasi? Adakah anda merasa menarik? Kami menantikan komen anda!