La série RTX GPU de Nvidia: comment le traçage de rayons en temps réel modifie le jeu

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Plus tôt cette année, Nvidia a dévoilé sa nouvelle gamme d'unités de traitement graphique (GPU), sous le nouveau nom: RTX. Il s'agit d'une mise à niveau de la précédente série de GPU GTX, mais la marque n'est pas le seul changement.

Nvidia a désormais équipé ces GPU de la capacité de réaliser en temps réel tracé laser. Mais qu'est-ce que le lancer de rayons et pourquoi est-il si important?

Qu'est-il arrivé avant le lancer de rayons?

Le mot «rendu» est beaucoup utilisé lorsque l'on parle de cartes graphiques ou de jeux. Le processus de rendu consiste à convertir un objet tridimensionnel en une image bidimensionnelle qui apparaîtra réaliste sur votre écran. Les jeux sont interactifs et ils rendent les objets comme le mouvement d'un joueur change la perspective à l'écran.

Cela signifie qu'il est nécessaire de disposer d'un moyen de garantir que les graphiques soient réalistes. Les développeurs ont atteint cet objectif en utilisant le rendu en temps réel, mais pendant des décennies, il a utilisé la même technologie: pixellisation.

La pixellisation est une technologie qui, au fond, repose sur des triangles. Il voit les objets 3D comme une grande collection de polygones constitués de triangles. Il rassemble différents types de données, comme la position, la couleur, la texture, etc., à partir des trois points sommets AKA des triangles.

Toutes ces données ne sont pas nécessaires, il affine donc les données. Il définit l'écran comme cadre de référence, puis détermine comment afficher les pixels. Une fois cela fait, il y a un peu de traitement et l'image apparaît sur votre écran. C’est beaucoup de travail, mais les GPU (comment distinguer un GPU, un CPU et un APU Quelle est la différence entre un APU, un CPU et un GPU?Au cours des cinq dernières années ou plus, plusieurs termes différents ont tourbillonné pour décrire le matériel informatique. Certains de ces termes incluent mais ne sont pas limités aux APU, CPU et GPU. Mais... Lire la suite ) ont suffisamment de puissance pour le faire en une fraction de seconde et le rafraîchir plusieurs fois en une seconde pour rendre le mouvement très fluide.

Ray Tracing vs. Rastérisation

Dans le monde réel, vous pouvez voir les choses à la suite de la lumière qui les frappe. L'éclairage du monde réel est très complexe, chaque rayon de lumière réfléchissant et se réfractant plusieurs fois avant d'atteindre nos yeux, ce qui nous fait voir la grande quantité de détails. Reproduire cela est un travail très difficile, mais avec le lancer de rayons, la technologie est maintenant plus proche que jamais.

Comme son nom l'indique, le lancer de rayons repose sur le traçage de chaque rayon de lumière frappant des objets dans une scène tridimensionnelle virtuelle. Le traçage des rayons suivra le trajet des rayons lumineux depuis la source de lumière jusqu'aux objets, ainsi que toutes les réflexions et réfractions qu'ils traversent, avant d'atteindre finalement l'écran.

S'il existe plusieurs sources de lumière, le lancer de rayons les tiendra toutes en compte. Au lieu de traiter chaque pixel comme un point sur un maillage de polygones, comme le fait la pixellisation, ray le traçage traite chaque pixel comme un rayon de lumière, ce qui est comparable à la façon dont l'œil humain voit réellement des choses.

Pourquoi le traçage de rayons est-il soudainement pertinent maintenant?

L'industrie du film et de l'animation utilise déjà la technologie de lancer de rayons pour le rendu des scènes afin de les rendre aussi réalistes que possible. Notez que cela ne nécessite pas de lancer de rayons en temps réel; votre GPU actuel pourrait également gérer le lancer de rayons.

Cependant, selon la gravité de la scène que vous essayez de rendre, le rendu de l'image en trois dimensions peut prendre plusieurs jours. Dans les jeux, les GPU doivent restituer les scènes en déplacement. La principale exigence pour cela est un matériel capable de le faire en temps réel.

Bien sûr, le lancer de rayons nécessite beaucoup plus de traitement que les besoins de tramage, et est donc une tâche gourmande en GPU. L'utilisation du lancer de rayons pour chaque partie d'une scène virtuelle est le moyen idéal pour obtenir l'image la plus réaliste. Cependant, il n'est souvent utilisé que pour des parties sélectionnées d'une scène. Le GPU traite le reste de la scène par tramage.

Cela nous amène à l'approche de Nvidia avec sa dernière série de GPU, et en particulier ce qu'ils font avec RTX.

Comment fonctionne le GPU RTX de Nvidia?

La dernière génération de GPU de Nvidia, également appelée Turing, est une amélioration évidente sur le papier. Nvidia les fabrique avec un nouveau procédé plus petit de 12 nanomètres. Ils prétendent également être 50% plus puissants et 10 fois plus rapides que la génération précédente. Cependant, ces chiffres ne signifient pas grand-chose.

Ce qui est important, c'est comment Nvidia a changé la structure de base du GPU.

Ces nouveaux GPU portent les cœurs CUDA habituels que Nvidia utilisait depuis les générations précédentes. De plus, ils sont également livrés avec des cœurs «Tensor» dédiés, pour l'apprentissage automatique, et des cœurs «RT» pour, eh bien, vous l'avez deviné, le lancer de rayons. Pour résumer, Nvidia a basé ces GPU sur une nouvelle architecture plus intelligente et dispose d'un matériel spécifiquement dédié au ray tracing, ce qui est une première.

Tout cela est utilisé en combinaison pour accélérer le lancer de rayons et le faire fonctionner en temps réel.

Pour utiliser efficacement ce nouveau matériel, Nvidia a un tas de logiciels pour l'accompagner. Nvidia OptiX est celui qui permet de tirer le meilleur parti des capacités de lancer de rayons du matériel. Il dispose également d'un «débruiteur accéléré par l'IA». Maintenant, comme vous le savez, le lancer de rayons repose sur l'utilisation de la lumière pour déterminer à quoi ressemble une image virtuelle.

Pour cette raison, il y a forcément du bruit dans les zones peu ou pas éclairées. Le débruiteur aide à s'en débarrasser. Nvidia travaille également à l'ajout de la prise en charge du lancer de rayons au API Vulkan Que sont les bibliothèques d'exécution Vulkan sous Windows?Vous voyez les bibliothèques d'exécution de Vulkan sur votre PC et vous vous demandez ce qu'elles sont dans le monde? Voici tout ce que vous devez savoir sur Vulkan. Lire la suite .

Nvidia n’est pas le seul non plus. Vous connaissez peut-être DirectX de Microsoft, une condition préalable à l'exécution de nombreux jeux sur Windows (comment installer et mettre à niveau DirectX Comment télécharger, installer et mettre à jour DirectX sur votre PCVous vous demandez pourquoi DirectX est sur votre système Windows 10 ou comment le mettre à jour? Nous vous expliquerons ce que vous devez savoir. Lire la suite ). Microsoft a annoncé une extension de sa dernière version, appelée DirectX Ray Tracing (DXR). Cela vise à aider à apporter un support logiciel aux développeurs pour adapter leur jeu afin de tirer le meilleur parti du RTX de Nvidia.

RTX utilisera la nouvelle puissance matérielle et les capacités de traçage des rayons ainsi que l'ancien fiable pixellisation et autres processus connexes, pour offrir une expérience de jeu plus réaliste que jamais.

Ray Tracing est-il la réponse aux graphiques de nouvelle génération?

Enfin, pas tout à fait. Le lancer de rayons n'a pas été utilisé auparavant dans un scénario de consommation quotidien. C’est pourquoi il faudra un certain temps à l’industrie de consommation pour adapter cette technologie. Les développeurs ont déjà commencé à intégrer cette technologie dans leurs jeux. Cependant, seule une poignée de jeux le prennent en charge au moment de la rédaction.

Donc, au cas où vous auriez pensé à mise à niveau de votre GPU, attendre un moment pour voir comment la technologie progresse pourrait être la meilleure option. Dans tous les cas, le lancer de rayons est probablement l'avenir du jeu. Il se peut que cela se fasse via RTX ou via une autre technologie équivalente publiée dans le futur.

Seul le temps nous le dira. En attendant, découvrez cette astucieuse ventilation des différences entre les téléviseurs, les moniteurs de jeu et les écrans BFGD de Nvidia Nvidia BFGD contre Moniteur de jeu vs. TV: les différences expliquéesNvidia a annoncé le Big Format Gaming Display (BFGD). Ce nouveau type de téléviseur est-il en fait une innovation ou juste un gadget marketing? Lire la suite .