Что такое Nvidia RTX, как технология трассировки лучей меняет графику в играх и зачем покупать новую GeForce (коротко и с примерами)
Что такое Nvidia RTX?
Nvidia RTX — платформа, содержащая ряд полезных инструментов для разработчиков, которые открывают доступ к новому уровню компьютерной графики. Nvidia RTX доступна только для нового поколения видеокарт Nvidia GeForce RTX, построенного на архитектуре Turing. Основная особенность платформы — наличие возможности трассировки лучей в реальном времени (также называемой рейтресингом).
Что за трассировка лучей?
Трассировка лучей — функция, которая позволяет имитировать поведение света, создавая правдоподобное освещение. Сейчас в играх лучи двигаются не в реальном времени, из-за чего картинка, зачастую, хоть и выглядит красиво, но всё равно недостаточно реалистична — используемые сейчас технологии требовали бы огромное количество ресурсов для рейтресинга.
Это исправляет новая серия видеокарт Nvidia GeForce RTX, обладающая достаточной мощностью для расчёта пути лучей.
Как это работает?
Это побудило Nvidia внедрить дополнительные ядра в видеокарты GeForce RTX, которые возьмут на себя большую часть нагрузки, улучшая производительность. Они также снабжены искусственным интеллектом, задача которого — высчитывать возможные ошибки во время процесса трассировки, что поможет их избежать заранее. Это, как заявляют разработчики, также повысит скорость работы.
И как трассировка лучей влияет на качество?
Shadow of the Tomb Raider, релиз которой состоится 14 сентября этого года:
Battlefield 5, которая выйдет 19 октября:
Metro Exodus, чей выход намечен на 19 февраля 2019 года:
Control, дата выхода которой пока неизвестна:
Вместе с этим всем, Nvidia рассказала, какие ещё игры получат функцию трассировки лучей.
Как включить RTX?
А есть ли аналоги у AMD?
Технология, которая будет работать на API Vulkan, пока находится в разработке.
NVIDIA RTX TECHNOLOGY
Новое поколение инноваций
Технология NVIDIA RTX™ — одно из самых важных достижений NVIDIA в компьютерной графике, которая положила начало новому поколению приложений, моделирующим мир с невероятной скоростью. Благодаря поддержке новых технологий ИИ, трассировки лучей и моделирования RTX представляет собой полноценную платформу, которая позволяет создавать невероятные проекты в 3D, фотореалистичные симуляции и впечатляющие визуальные эффекты быстрее, чем прежде.
КЛЮЧЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Трассировка лучей
Технология RTX воплощает мечту о рендеринге кинематографического качества в реальном времени благодаря оптимизированным API для трассировки лучей, таким как NVIDIA OptiX™, Microsoft DXR и Vulkan. Теперь фотореалистичный рендеринг объектов и окружений в реальном времени в комбинации с физически точными тенями, отражениями и преломлениями позволяет художникам и дизайнерам создавать потрясающий контент быстрее, чем когда-либо раньше.
ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
Технология NVIDIA RTX привносит возможности ИИ в визуальные вычисления и позволяет разрабатывать приложения на базе ИИ, которые ускоряют рабочий процесс. Эти возможности значительно ускоряют работу художников и дизайнеров, освобождая время и ресурсы за счет интеллектуальной обработки изображений, автоматизации повторяющихся задач и оптимизации процессов, требующих большого объема вычислений.
РАСТЕРИЗАЦИЯ
RTX поддерживает такие новые технологии программируемого шейдинга, как Variable-Rate Shading, Texture-Space Shading и Multi-View Rendering. Использование этих технологий позволяет создавать более насыщенные визуальные эффекты с гибкой интерактивностью, крупными моделями и сценами и улучшенными возможностями в VR.
МОДЕЛИРОВАНИЕ
Реалистичность визуальных эффектов достигается не только путем соответствия внешнего вида, но и поведения. Благодаря возможностям ядер CUDA®и таким API, как NVIDIA PhysX®, Flow, FleX и CUDA, технология RTX позволяет точно моделировать поведение реальных объектов во всем: от игр до виртуальных сред и спецэффектов
Трансформация рабочих процессов с NVIDIA Omniverse
NVIDIA Omniverse™ — это многоуровневая платформа, позволяющая приложениям сторонних производителей использовать возможности технологии RTX через подключение к порталам. Обеспечьте виртуальную совместную работу в реальном времени в интерактивной смоделированной среде и мгновенную фотореалистичную визуализацию для высококачественного рендеринга с трассировкой лучей и пути в один клик. Скачайте открытую бета-версию Omniverse и измените работу с графикой.
NVIDIA RTX vs GTX: в чем разница?
Если вы не в курсе последних новостей в мире аппаратного оборудования или только недавно заинтересовались сборкой своего ПК и думаете о приобретении видеокарты от Nvidia, то, несомненно, заметили, что упомянутая компания предлагает два разных на первый взгляд типа графических процессоров: GTX и RTX.
Итак, что же это все означает, в чем разница между моделями GTX и RTX, и какую из них стоит выбрать? Мы ответим на все эти вопросы, так что рекомендуем прочитать статью до конца!
Основы
Все игровые графические процессоры Nvidia принадлежат их собственному бренду GeForce, который появился в 1999 году с выпуском GeForce 256. С тех пор компания выпустила сотни различных видеокарт, а кульминацией стали три последних модельных ряда: серия GeForce 20, выпущенная в 2018 году, серия GeForce 16, выпущенная в 2019 году, и серия GeForce 30, выпущенная в 2020 году.
На сегодняшний день серии GeForce 20 и GeForce 30 состоят исключительно из графических процессоров RTX, а серия GeForce 16 – из видеокарт GTX. Итак, что же означают все эти буквы? На самом деле ни GTX, ни RTX, не являются аббревиатурами и не имеют конкретного значения как такового. Они существуют просто ради маркетинговых целей.
Nvidia использовала несколько похожих двух- и трехбуквенных обозначений, чтобы предоставить пользователям общее представление о том, какую производительность может предложить каждый графический процессор. Например, производители использовали такие обозначения, как GT, GTS, GTX, а также многие другие на протяжении многих лет, однако лишь GTX и новая RTX «выжили» до наших дней.
GeForce 20 / 30 против GeForce 16
Прежде всего мы должны отметить, что серии 20 и 16, то есть последние графические процессоры RTX и GTX, основаны на одной и той же микроархитектуре видеокарты Turing, которую Nvidia впервые представила в 2018 году. В свою очередь, серия 30 основана на новейшей архитектуре Ampere.
Однако, несмотря на то, что GeForce 20 и 16 основаны на одной архитектуре, 20-я вышла первой. После запуска в 2018 году, производители хотели сосредоточиться на расширенных функциях, которые могла предложить новая архитектура. Линейка состояла из графических процессоров верхней части среднего сегмента и high-end видеокарт, которые и могли продемонстрировать указанные функции, и это были первые модели под обозначением RTX.
Между тем, серия 16 появилась годом позже, потому что Nvidia нужно было предложить несколько более экономичных решений для тех, кто не мог позволить себе потратить больше 400 долларов на видеокарту. Эти графические процессоры, однако, не имели вышеупомянутых расширенных функций, поэтому сохранили старое обозначение GTX.
Тем не менее в настоящее время графические процессоры GTX действительно слабее, чем RTX, но так и было задумано самими разработчиками. Название RTX было введено в основном ради маркетинга, чтобы новые графические процессоры воспринимались как большой шаг вперед, как нечто действительно новое, а само обозначение было вдохновлено главной новой функцией, представленной в серии 20: трассировка лучей в реальном времени.
Сейчас трассировка лучей в реальном времени стала возможной благодаря RT-ядрам, которые встречаются только в сериях 20 и 30 и отсутствуют в моделях серии 16. Вдобавок ко всему существуют тензорные ядра, которые обеспечивают ускорение ИИ, а также повышают производительность трассировки лучей и обеспечивают суперсэмплинг глубокого обучения в играх.
Если убрать эти две ключевые характеристики из общей картины, видеокарты GTX 16 серии и графические процессоры RTX серий 20 и 30 не так уж сильно отличаются. Очевидно, что более дорогие модели RTX имеют больше транзисторов, больше ядер, лучшую память и многое другое, из-за чего они способны предложить лучшую общую производительность, чем более дешевые аналоги в лице GTX. Однако они не обязательно обеспечивают лучшее соотношение цены и качества.
Итак, что это за новые функции и стоит ли покупать графический процессор RTX?
Что такое RT ядра?
Как упоминалось выше, RT ядра представляют собой ядра графического процессора, предназначенные исключительно для трассировки лучей в реальном времени.
Так что же делает трассировка лучей с графикой видеоиграх? Технология позволяет добиться более реалистичного освещения и отражений. Это достигается путем отслеживания обратной траектории распространения луча, что позволяет графическому процессору выдавать гораздо более реалистичное моделирование взаимодействия света с окружающей средой. Рейтрейсинг по-прежнему возможен даже на графических процессорах без RT ядер, но в таком случае производительность просто ужасная, даже на флагманских моделях типа GTX 1080 Ti.
Говоря о производительности, трассировка лучей в реальном времени на самом деле сильно влияет на производительность даже при использовании с графическими процессорами RTX, что неизбежно приводит к вопросу — стоит ли вообще использовать данную технологию?
По состоянию на 2020 год чуть множество игр поддерживают трассировку лучей.
Видео выше показывает, как трассировка лучей выглядит в игре Control (2019): графические улучшения, обеспечиваемые трассировкой лучей, значительны. Однако функция сокращает показатель FPS вдвое, со стабильных 60 до 30, и это с высокопроизводительной видеокартой RTX 2070 Super!
Трассировка лучей в реальном времени — это важное достижение в области гейминга, которое в ближайшие годы значительно улучшит графику видеоигр. Тем не менее, на прямо сейчас аппаратное обеспечение недостаточно мощное, и разработчики еще не в полной мере используют потенциал функции.
Что такое тензорные ядра?
Несмотря на то, что трассировка лучей является наиболее «продаваемой» функцией графических процессоров RTX серий 20 и 30, архитектура Turing также представила еще одну важную новую функцию в основной линейке GeForce — расширенные возможности глубокого обучения, которые стали возможны с помощью специальных тензорных ядер.
Эти ядра были представлены в 2017 году в графических процессорах Nvidia Volta, однако игровые видеокарты не были основаны на этой архитектуре. Таким образом, тензорные ядра, присутствующие в моделях Turing, на самом деле являются тензорными ядрами второго поколения. Касаемо игр, то у глубокого обучения есть одно основное применение: суперсэмплинг глубокого обучения, сокращенно DLSS, который представляет собой совершенно новый метод сглаживания. Итак, как именно работает DLSS и лучше ли он, чем обычные методы сглаживания?
DLSS использует модели глубокого обучения для генерации деталей и масштабирования изображения до более высокого разрешения, тем самым делая его более резким и уменьшая искажения. Вышеупомянутые модели глубокого обучения создаются на суперкомпьютерах Nvidia, а затем приводятся в действие тензорными ядрами видеокарты.
Суперсэмплинг обеспечивает более четкое изображение, но при этом требует меньших затрат на оборудование, чем большинство других методов сглаживания. Более того, технология может заметно улучшить производительность при включенной трассировке лучей, что хорошо, учитывая, насколько высока производительность данной функции.
Однако, как и в случае с трассировкой лучей, список игр, которые в настоящее время поддерживают DLSS, к сожалению, довольно мал. Впрочем, это наверняка изменится в будущем.
Заключение
Что ж, пришло время подвести итоги: обозначение RTX было введено Nvidia в основном ради маркетинговых целей, из-за чего графические процессоры на архитектуре Turing 20-й серии выглядели как более крупное обновление, чем они есть на самом деле.
Конечно, RTX-модели оснащены крутыми новыми элементами, которые полностью раскроют свой потенциал в обозримом будущем, а что касается чистой производительности, новейшие видеокарты на архитектуре Ampere достаточно сильно опережают старые графические процессоры GTX на базе Pascal, которые продавались по примерно той же цене.
Принимая во внимание все вышесказанное, мы бы не сказали, что графические процессоры RTX стоит покупать только ради трассировки лучей и DLSS, поскольку производительность всегда должна быть на первом месте, особенно если вы хотите получить максимальную отдачу от своих денег. С другой стороны, эти технологии будут развиваться в ближайшем будущем, и через пару лет графические чипы GTX окажутся откровенно устаревшими. Если вы собираетесь приобрести новую видеокарту, то, возможно, стоит ознакомиться с данной статьей, где мы перечислили лучшие видеокарты, доступные на рынке прямо сейчас.
Считаю что трассировка лучей является не столь революционной функцией ради которой стоит обновляться на новое поколение, сколько её метод оптимизации под названием DLSS. Уже который год в сети плавают слухи что у NVIDIA в рукаве был припасён ход, позволяющий сделать реальный прогресс в плане оптимизации — но зная насколько сильно компания погрязла в маркетинге, ждать от них такого подарка «бесплатно» было бы максимально глупо, и по факту так и получилось.
Трассировка же стала тем самым триггером, который заставил их применить этот козырь, и как мы видим по тестам 2.0 версии — результаты действительно впечатляющие, а уж если и вовсе отключить Трассировку, то мы как раз и получаем тот самый долгожданный буст фпс в 2 раза, который к тому же ещё и умудряется «улучшать» картинку из натива… Просто фантастика.
У них в планах сейчас вообще стоит задача добиться включения поддержки DLSS по умолчанию на уровне настройки видеоадаптера через панель нвидии, но это ориентировочно должно быть в версии 3.0, а пока что только вчера вышло обновление под номером 2.1 которое добавляет режим «Ультра производительности» для Death Stranding — кстати есть ли по этому поводу тесты?)
Чего ждать в будущем? Первое время конечно всё будет сказочно — буст фпс в 2 раза это действительно круто, и только совсем глупые люди не будут таким пользоваться, особенно на самых бюджетных версиях RTX серии в виде 2060, которые были слегка быстрее и чутка дороже тех же 1660 версий, но по факту дадут двойной разрыв в производительности с ними.
Но почему же это чисто маркетинговая технология, которая по факту может работать на всех видеокартах, но нвидиа заботливо двигает её только под новые серии? Да потому что у неё есть аналог, и точно так же как и Crytek сделали свой софтовый вариант трассировки, AMD сделали на уровне софта аналог под названием FidelityFX. Естественно она получилась хуже, но тот факт что это всё базируется чисто на программном уровне — а не с фейковым использованием каких то там специальных ядер, намекает нам на то что кое кого сильно обманывают, но если всё таки довести до ума данную функцию и включить её поддержку на программном уровне — то AMD будет иметь серьёзный ответ на прорывные технологии предлагаемые Хуангом в 3 тысячной серии.
Технология NVIDIA RTX
На последней выставке Gamescom в 2018 году компания NVIDIA представила новую серию своей продукции под торговой маркой GeForce RTX. Графические адаптеры нового поколения обзавелись возможностью поддерживать одноименную технологию трассировки лучей в реальном времени. И сразу же среди геймеров и энтузиастов возникло множество споров о возможностях RTX в современных компьютерных играх. Что представляет из себя новая технология трассировки лучей от NVIDIA – разберёмся в этой статье.
Трассировка лучей являет собой особый способ имитации поведения света. Лучи света проецируются от экрана на окружающее пространство и либо отражаются, либо преломляются, либо останавливаются на поверхности. В результате мы видим или отражение на поверхности, или изменение цвета, или же появление тени. В настоящее время в компьютерных играх для имитации световых эффектов применяется метод растеризации, при котором используются созданные заранее отражения, карты теней, а глобальное затенение симулируется различными методами. При этом лучи света не имеют эффекта движения в реальном времени, и в результате картинка может выглядеть хоть красиво, но не иметь достаточной реалистичности. Применение технологии NVIDIA RTX позволяет вывести визуальную составляющую компьютерных игр на совершенно новый уровень, позволяя теням и отражениям практически не отличаться от их действия в реальности.
Демо-ролик технологии NVIDIA RTX
Сама по себе технология трассировки лучей не является новшеством. Данный алгоритм уже несколько лет активно используется архитекторами при создании интерактивных проектов зданий и интерьеров, делая картинку более реалистичной. Также эта технология широко применяется в кинематографе, являясь при этом делом достаточно ресурсозатратным. В случае создания спецэффектов в фильмах рендеринг происходит покадрово и занимает большое количество времени.
Компьютерные игры отличает от упомянутых выше вариантов использования трассировки лучей вариативный геймплей, где на формирование изображения у устройства есть лишь доли секунды. Соответственно просчитать все лучи в реальном времени достаточно сложно, и для этого требуется соответствующая мощность. В полной мере это сделать не под силу даже новой графической архитектуре Turing, но всё же компания NVIDIA делает первый шаг в этом направлении, используя RT-ядра в своих видеокартах. В результате появляется гибридный метод рендеринга, заключающийся в попеременной обработке визуальных эффектов — иногда используется растеризация, а иногда трассировка лучей. Это и есть основной принцип технологии NVIDIA RTX. Однако, важным моментом здесь является то, что поддержка такой попеременной обработки эффектов должна быть предусмотрена самими разработчиками игр.
Использование технологии RTX на примере игры Metro Exodus
Но трассировка лучей может быть полезна не только в визуальной составляющей компьютерных игр. Данную технологию можно использовать и для распространения звука, делая его также более реалистичным и глубоким. В играх появляется возможность отражать звуковые эффекты от действия на тех или иных поверхностях и предметах, что весьма сильно влияет на восприятие игры в лучшую сторону.
Также рассматриваемая технология прекрасно применима в построении искусственного интеллекта противников (ботов) в играх. Например, подобным методом можно производить расчет области зрения искусственного интеллекта, тем самым виртуальные противники или напарники будут лучше ориентироваться на локациях — видеть объекты, противников и возможные укрытия. Кроме прочего, новая технология позволяет рассчитывать точки столкновения тех или иных предметов, что способно изменить в лучшую сторону физику в играх. Однако, пока все эти улучшения находятся лишь в начале своего развития.
Как говорилось выше, использование трассировки лучей для всех объектов в компьютерных играх является очень затратным делом с точки зрения производительности. Поэтому, современная линейка видеокарт NVIDIA GeForce RTX в связи со сложностью технологии имеет достаточно высокую цену. Общее восприятие ситуации также подпортилось из-за многочисленных слухов касательно новых видеокарт. Люди, которые не особо разбираются в технологиях построения графики, принялись на различных интернет-площадках утверждать, что новый метод не более чем успешный маркетинг и не несет каких-либо значительных изменений по части визуальной составляющей компьютерных игр. Но, каждый имеет право на свою точку зрения.
Необходимо также сказать о том, что применение новой технологии в немалой степени зависит и от самих разработчиков компьютерных игр. Если проводить аналогию, то в умелых руках тот или иной инструмент может создать шедевр, а в неумелых руках может всё испортить. Также дела обстоят и с применением в компьютерной графике технологии NVIDIA RTX. С её помощью можно изобразить максимально реалистичный свет и тени в играх, а можно создать «глянцевую войну», как например это получилось в демо-ролике Battlefield V.
Демо-ролик технологии RTX на примере игры Battlefield V
В заключение отметим, что на наш субъективный взгляд новая технология от NVIDIA имеет достаточно большой потенциал в игровой индустрии и способна значительно улучшить не только визуальную составляющую в компьютерных играх, но также звук, элементы физики и поведения искусственного интеллекта. Будем надеяться, что уже в ближайшей обозримой перспективе видеокарты с технологией RTX станут доступны широкому кругу любителей компьютерных игр, а не только геймерам с «тугим» кошельком.
Чем RTX видеокарты отличаются от GTX и что лучше
На выставке Gamescom, летом 2018 года, компания NVIDIA представила новую линейку видеокарт под названием RTX. Новинка достаточно быстро поступила в продажу и стала доступна для геймеров в начале осени 2018-го. В данной статье мы расскажем о том, что такое RTX, чем линейка RTX отличается от GTX и что лучше выбрать, если вы решили обновить свою видеокарту.
Что такое RTX
RTX – это новая серия видеокарт от компании NVIDIA, которая пришла на замену старой серии GTX. Видеокарты RTX построены на базе новой микроархитектуры Turing, которая включает в себя отдельные модули для аппаратной трассировки лучей в реальном времени (RT-ядра) и работы с искусственным интеллектом и глубинным обучением (тензорные ядра).
На данный момент серии RTX и GTX выпускаются параллельно. Сейчас к серии RTX относятся видеокарты среднего и высшего ценового диапазона, это:
А к серии GTX относятся бюджетные видеокарты, это:
В дальнейшем, скорее всего, компания NVIDIA откажется от производства видеокарт из серии GTX и полностью переключится на RTX.
Чем RTX отличается от GTX
Линейка видеокарт NVIDIA RTX имеет два основных отличия от серии видеокарт GTX, это:
RT-ядра и тензорные ядра – это отдельные модули внутри графического чипа видеокарты, и они присутствуют только на новых RTX моделях. На видеокартах серии GTX таких модулей нет.
Фактически, наличие этих ядер — это небольшой прорыв на рынке графических ускорителей, поскольку до этого подобного не было ни у NVIDIA, ни у их конкурента AMD. А в будущем, вероятней всего, наличие подобных модулей станет стандартом для всех видеокарт от обоих производителей. Косвенно это подтверждает тот факт, что поддержку аппаратного ускорения трассировки лучей уже анонсировали для игровых консолей следующего поколения.
Наличие RT и тензорных ядер открывает целый ряд новых возможностей. Так RT-ядра позволяют значительно ускорить вычисления, связанные с трассировкой лучей. Это позволит разработчикам игр создавать более реалистичное и динамичное освещение, которое сможет быстро меняться в зависимости от игровых событий. Также трассировка лучей, выполняемая ядрами RT, может применяться для создания таких эффектов, как отражения, преломления, тени и ограничение глубины резкости.
Нужно отметить, что трассировку лучшей можно использовать и на видеокартах без RT-ядер. NVIDIA даже выпустила обновление для драйверов, которое открывает эту возможность на видеокартах GTX 10-поколения. Но, без наличия RT-ядер трассировка отнимает слишком много производительности основных модулей графического процессора из-за чего сильно проседает FPS. Играть в таком формате вряд ли возможно, это скорее демонстрация самой технологии.
В свою очередь, тензорные ядра предназначены для ускорения вычислений, связанных с искусственным интеллектом и глубинным обучением. При чем это не обязательно какие-то прикладные или научные задачи. Тензорные ядра могут использоваться и в компьютерных играх, например, NVIDIA применила данную технологию сглаживания кадров. Это решение получило название DLSS. С его помощью можно значительно улучшить качество изображения в играх, при этом не расходуя вычислительную мощность основных модулей графического процессора видеокарты.
Кроме этого, RTX имеют ряд более мелких изменений, которые также выгодно отличают их от видеокарт прошлых поколений. Например, видеокарты RTX получили:
Что лучше GTX или RTX
При выборе видеокарты может возникнуть вопрос, что лучше GTX или RTX. Ответ здесь достаточно очевиден, видеокарты RTX лучше GTX практически во всем и обладают уникальными возможностями, которые не доступны для GTX. Поэтому если есть возможность, то лучше покупать именно RTX.
Но, нужно учесть, что GeForce RTX 2060, которая является самой доступной во всей линейке RTX, справляется с трассировкой лучшей достаточно плохо. При включении этой функции FPS сильно проседает и играть становится не комфортно, даже в разрешении FullHD. Поэтому для полноценного игрового опыта с трассировкой лучей вам понадобиться GeForce RTX 2070 или даже более мощная видеокарта.
