RT Core与Tensor Core - RT Core（光线追踪核心）：这是英伟达RTX显卡独有的硬件单元，专门设计来加速光线追踪计算中最耗时的部分——光线与场景中物体的交集测试（Intersection...- 算法优化：不断优化光线追踪算法，减少计算需求，例如使用层级加速结构（如BVH）来加速光线与场景的碰撞检测。...混合精度计算：Tensor Core 支持混合精度计算，意味着输入和输出数据可以使用较低精度（如 FP16），而中间计算则使用较高精度（如 FP32）进行，以此在保持数值稳定性和准确性的同时，大幅提高计算效率和吞吐量...加速光线追踪计算：RT Core专为处理光线追踪中的基本计算任务而设计，如光线与场景中物体的交点计算（射线求交测试）。...综上所述，RT Core和Tensor Core相辅相成，RT Core专注于加速光线追踪的核心计算，而Tensor Core则通过AI技术来优化图像质量和性能表现，两者共同推动了实时光线追踪技术在现代游戏和视觉效果中的广泛应用和不断提升的体验
图1-1：通过深度来判断阴影 当然，在实际进行图形渲染的时候，不会永远在光源处进行观察，这个时候可以把光源点观察的结果保存下来——使用上一篇教程《WebGL简易教程(十三)：帧缓存对象(离屏渲染)》中介绍的帧缓冲对象...这里片元着色器中的深度rgbaDepth还经过一段复杂的计算。...顶点着色器中新加入了一个uniform变量u_MvpMatrixFromLight，这是在帧缓存中绘制的从光源处观察的MVP矩阵，传入到顶点着色器中，计算顶点在光源处观察的位置v_PositionFromLight..., frameProgram); //使用颜色缓冲区着色器 gl.useProgram(drawProgram); //设置在颜色缓冲区中绘制时光线的MVP矩阵 gl.uniformMatrix4fv...然后传递非公用随帧不变的数据，主要是帧缓存着色器中光源处观察的MVP矩阵，颜色缓存着色器中光照的强度，以及帧缓存对象中的纹理对象。
本章是前面第四章光线追踪内容的扩展内容，内容比较少，字数4.4k，补充了一些实现光线追踪中常用的更进一步的技术，包括对透明物体的渲染，实例化技术在光线追踪中的应用，如何在光线追踪中渲染构造实体几何(CSG...光线追踪算法的好处就是大多数情况下我们都可以优雅地用现实世界中的物理规则来进行编码，而不需要像光栅化方法一样用大量的技巧来逼近。 在现实中，透明材质是同时有两个属性的材质：反射和折射。...在光线追踪算法中，我们常常使用折射定律（斯涅尔定律）来计算折射效果，斯涅尔定律就是下面的形式： ?...在上面这个式子中，强度 的参数是传播的距离，我们可以用光线从出发到碰撞点经历的步长来计算。而 是介质对光线的吸收率，由于取 的困难，在图形学中我们用预计算好的常数 负值计算。...在光线追踪中，实例化有个很有用的用法就是用来快速求解射线碰撞的问题。 我们前面知道三维物体的旋转，缩放，移动三个属性可以用仿射变换矩阵对顶点进行处理来快速完成。
颠覆游戏界的里程碑 接下来，我们来具体介绍一下光线追踪和DLSS。...而光线追踪的原理，是追踪每条光线的传播行为，计算每条光线对我们人眼观察的贡献值，即颜色值。使用光线追踪技术渲染，发出的光线会像在现实世界中一样在场景中反弹，因此看起来更加真实。...简单来说就是：光栅化渲染中，计算光线是从物体本身出发经过坐标矩阵变换等等计算与模拟，得到投影至屏幕上每个像素点的颜色等信息。 而光线追踪是从相机（眼睛）反向追踪光线捕捉光线反射的各种效果。...光栅化（左）与光线追踪（右） 而在游戏中，就是通过专门的光追（RT）核心，来模拟游戏场景中的光线物理变化。...为什么多年以后，才开始使用这项技术用于光线渲染呢？是因为所需要的计算量过于庞大。 NVIDIA为了保证庞大的算力需求，在图灵架构中，每一个SM单元里都拥有一个RT CORE，专门为光线追踪服务。
类似于现实，WebGL有三种基本类型的光： 点光源光：一个点向周围发出的光，如灯泡、火焰等。定义一个点光源光需要光源的位置、光线方向以及颜色。根据照射点的位置不同，光线的方向也不同。...平行光：平行光可以看成是无限远处的光源发出的光，如太阳光。因为离光源的位置特别远，所以到达被照物体时可以认为光线是平行的。只需要用一个方向和颜色来定义即可。...因为经过多次反射后，强度差距已经非常小，没有必要精确计算光线强度。所以一般认为环境光是均匀照射到物体表面的，只需要一个颜色来定义。 如图所示： ? 2.2....令入射角为θ，漫反射光的颜色可以根据下式计算： =××cosθ\tag{2} 入射角θ可以通过矢量的点积来计算： · =.../ 2.0 / angle; //视图矩阵 var viewMatrix = new Matrix4(); // View matrix viewMatrix.lookAt(0
摘要 图像渲染就是一个这样的过程，输入一组物体，输出一个像素矩阵。把这个像素矩阵输送给显卡，显示器上就可以显示出来图像。本篇介绍下这个过程用到的算法，就是光线追踪。...算法介绍 光线追踪的思路就是从视角发出光线，分别经过屏幕上的每个像素，这样的光线经过屏幕后，找到相交的首个#物体位置，这就是该像素对应的物体，然后再从物体相交点到光源投射一条光线，这时候就可以计算像素值...如下图所示： 光线追踪示意图 从图中可以抽象出要计算一个点的像素值，需要以下步骤： 产生光线，计算从视角经过像素的每条光线 计算光线与物体的相交点 计算阴影 产生光线 接下来先看第一个问题，产生光线。...下面介绍一种方法，可以比较直观的计算出交点。 我们知道在渲染的时候，是按照三角形来的，那么我们也可以把物体表面看成是n个三角形构成的，那么这时候只需要计算光线和三角形的交点就行。...最终公式如下： image.png 阴影 可以从交点朝着光源望去，如果可以看到光源，那么该交点不在阴影中，如果看不到光源，那么该交点就在阴影中。
聚光灯是一种特殊的点光源，它能够朝着一个方向投射光线。聚光灯投射出的是类似圆锥形的光线，这与我们现实中看到的聚光灯是一致的。其灯光从一点发出，沿着某一个方向照射出一个锥形光照范围。...在数字孪生可视化场景中因为项目需要聚光灯是最常使用的光源之一，特别是如果我们想要使用阴影的话也需要用到聚光灯。...ThingJS内的聚光灯可以用来模拟手电筒、车灯、等线性光照效果，从一个点向锥形范围内发射光线，官方类型是spotlight。...如果数字孪生可视化场景中目标物体是动态的，采用mousemove鼠标移动事件来实现目标物体运动。...但是要注意数字孪生可视化场景中聚光灯过多会影响渲染性能。
这种压缩的效果是立竿见影的，既然权重设置为0，就无需存储，Ampere通过结构化稀疏性（允许4个权重中的两个为0）来优化了这个问题。对于矩阵乘法，一旦将权重稀疏为2/4模式，就可以实现双倍的性能。...从RTXDI到光线追踪，英伟达改变的不只是游戏 NVIDIA的直接照明技术，也即「RTXDI」。...投射阴影逼真的奥秘就在光线和物体表面之间，可以使用这种技术支持多达数百万个光线选择一种名为「容器重要性采样」的技术，称之为ReSTIR，这项技术在SIGGRAPH 2020中发布，并且现已在NVIDIA...从相机中透射光线，能够通过一定数量的镜面反射和折射进行反射，如通过下图左上角的啤酒杯，当遇到这样的镜面反射时，将执行一些漫反射，在每次反射时，使用使用上文中提到的直接照明中的ReSTIR算法进行多光线采样...除了RTXGI和RTXDI，还可以使用镜面反射和漫反射的方式实现这些反射。这将用到NVIDIA全新GPU中的RT Core，它大大加速了光线追踪，首次在实时图形中进行光线追踪成为可能。
现代计算机的性能远超《3D游戏编程大师技巧》著作当时，因此很多为了提高性能的Trick已经没有必要使用。这会使我们花费大量精力在局部细节，而不能窥其全貌。...光线追踪 这次学习过程中，最大的收获就要数光线追踪了。在之前的印象中，我一直以为，渲染就是模型空间->世界空间->投影空间->屏幕空间坐标系之间的转换然后再将其光栅化成像。...这是我第一次了解到，原来另一种更好的成像方式叫光线追踪，甚至还有更真实的路径追踪。 一些零碎的额外收获 正交平移矩阵用的是坐标，所以如果相机本来就在原点那么(l+r) / 2 刚好也等于0。...可能这就是为什么要选用[-1,1] 而不是[0,2] 来定义NDC的原因。 右手坐标系，脸朝向的地方为z = -1。因此在计算z深度时需要对z做反转。...BUT，在计算投影矩阵时，我们一般会对进屏幕和远平面取负。因此在光栅化时就不需要再次补偿了。 使用一个矩阵M对一个三角形的三个顶点做变换后，使用M来变换法线向量有可能会使法线向量变形。
新的 RT 核心和Tensor核心为数百万设计和创意专业人士带来即时光线追踪和人工智慧加强工作流程的强大功能。...性能特点 革命性的即时光线追踪加速 Turing 结合了新的硬体光线追踪引擎，是业界第一个支持即时光线追踪的绘图处理器。...FP16 / FP32 矩阵运算。...GPU 加速函式库如 cuDNN, cuBLAS, 和 TensorRT 为深度学习推理和高速计算 (HPC) 应用程序提供更高的效能。...NVIDIA® CUDA® 平行运算平台 原生执行标准程序语言如 C/C++ 和 Fortran，以及 API 如 OpenCL，OpenACC 和 Direct Compute，以加速光线追踪，影片和图像处理
概述 在之前的教程中，都是通过物体的包围盒来设置模型视图投影矩阵（MVP矩阵），来确定物体合适的位置的。...但是在很多情况下，使用包围盒并不方便计算，可以利用包围盒再生成一个包围球，利用包围球来设置MVP矩阵。 在《WebGL简易教程(十)：光照》中，给地形赋予了固定方向的平行光。...在这种情况下使用包围盒来计算合适的位置有点难度，使用包围球来设置MVP矩阵更加方便。 2....Y方向长度来计算合适的视野高度，现在只不过将包围盒的Y方向长度换成包围球的直径。...通过包围球的直径，来计算正射投影的盒装可视空间的最小范围。 这个时候的初始渲染状态为： ? 3.
NVIDIA® Quadro RTX™ 8000 使用 NVIDIA Turing™ 架构及 NVIDIA RTX™ 平台，为专业工作流程带来计算机绘图领域十余年来最重大的进步。...设计师和艺术家现在可以利用硬件加速光线追踪，深度学习，和高级着色的强大功能，大幅提高生产力，并以前所未有的速度创作出色的内容。...性能特点 革命性的即时光线追踪加速 Turing 结合了新的硬件光线追踪引擎，是业界第一个支持即时光线追踪的绘图处理器。...GPU 加速函式库如 cuDNN, cuBLAS, 和 TensorRT 为深度学习推理和高速计算 (HPC) 应用程序提供更高的效能。...NVIDIA® CUDA® 平行运算平台 原生执行标准程序语言如 C/C++ 和 Fortran，以及 API 如 OpenCL，OpenACC 和 Direct Compute，以加速光线追踪，影片和图像处理
实现它的最大问题在于它近乎于无底洞一样夸张的性能的需求，如果使用最原始的方法来尝试计算场景中每个光源发出的所有光线，将会在场景中追踪到无穷无尽的光线。...这些优化技术仅仅是让光线追踪可以在计算机上以相对“合理”的时间完成，当然这个“合理”是以小时或天来衡量的，这要取决于场景的复杂程度以及你所期望达到的渲染效果。...实际上到目前为止，光线追踪一直被主要是3D动画电影等“离线”场景。 光栅化渲染的是是非非 光线追踪的高成本意味着它还不能用于实时图像渲染，因此计算机行业从一开始便使用了一种名为光栅化的渲染方法。...当然可以继续这么走下去，光栅化解决这些问题并非不可能，只是所需要的计算性能将会高速膨胀。就像撒一个谎要用十个谎来圆一样，某些情况下想用光栅化渲染生成逼真的画面，甚至比光线追踪的自然过程更复杂。...光线追踪同样也可以限于场景中的特定对象，并且使用光栅化和z缓冲代替主光线投射，而仅对次光线进行光线跟踪。
2D场景样本渲染使用虚拟装备中每个独立像机进行光线追踪。 ? 以上是一个相机跟踪的来自于场景中5个不同位置的光线的局部放大图，通过对每个独立相机进行光线跟踪就可以重建光场。...光线追踪适用于精确渲染某些光学效果，例如如反射，折射和散射（光度），但这些需要大量的计算时间。 具有全光学效果的光线追踪对于实时帧率而言简直太慢。...但是不得不说，光线追踪非常适合需要最高级别图像质量并可以脱机的应用，如电影视觉效果。 ?...这种技术的计算效率很高，因为它只需追踪相机通过虚拟镜头看到的光线路径。 ? Lytro VT和光线追踪是相辅相成的，然而在光线追踪的概念方向上形成对比。...如上所示，光线跟踪通过跟踪从固定摄像机向外看光线的路径，从而呈现图像中的彩色像素。 相反，Lytro VT通过从一个视觉体内的每个视点向内朝着观察者，去追踪来自每个渲染像素的光线来重建光场体。
RT 核心 新的硬件光线追踪技术让 GPU 首次实现实时产生电影质量般逼真的对象和环境，包括精确的物理阴影，反射，和折射。...即时光线追踪引擎与 NVIDIA OptiX，Microsoft DXR，和 Vulkan API 配合，提供远超出传统成像技术所能达到的真实程度。...RT 核心使用通过像素投射少量光线来加速边界体积层次 (BVH) 遍历和光线投射功能。 加强的Tensor核心 新的混合精度核心为了深度学习矩阵运算而设计，训练时可提供前一代 8 倍的 TFLOPS。...图形抢占 像素等级抢占提供更细微的控制，对时间相关的工作支持更佳，例如 VR 动态追踪。 计算抢占 指令等级抢占提供对计算工作更精细的控制，以避免长时间执行的应用程序独占系统资源或超时。...NVIDIA® CUDA® 平行运算平台 原生执行标准程序语言如 C/C++ 和 Fortran，以及 API 如 OpenCL，OpenACC 和 Direct Compute，以加速光线追踪，影片和图像处理
首先，游戏引擎生成了场景的几何形状和材质，它们都具有物理属性，会影响它们的外观以及光线与它们的交互方式。 从摄像机的视角来拍摄光线样本，能够确定场景中光源的属性以及光线照射到材料上时的反应。...因此，必须使用光线样本，即能在场景的各个点发射少量光线，以获取场景光照、反射和阴影的代表性样本。 它可以输出一个带有噪点和空白间隙的图像，来确定在光线追踪时场景应该如何呈现。...为了填补未经光线追踪的缺失像素，手动调整的降噪器使用了两种不同的方法： 一种是在时间上累积多个帧的像素，另一种是在空间上进行插值，将相邻像素混合在一起。...通过这一过程，嘈杂的原始输出被转换成光线追踪图像。 这些手动调整的降噪器，需要为场景中每种类型的光线追踪光照进行人工调整和处理。 这增加了开发过程中的复杂性，也提高了成本。...离线渲染图像所需的计算能力远高于实时游戏所需的计算能力，而光线重构技术可从训练数据中识别光照模式，如全局光照或环境遮挡，并在游戏中边玩边重现。 这个结果优于使用手动调整的降噪器。
先进的图形处理：支持最新的图形API，如DirectX 12 Ultimate和Vulkan，提供逼真的视觉效果和更快的渲染速度。 技术创新 Xe架构在技术上有多项创新，使其在竞争中脱颖而出： 1....深度学习加速 Xe架构集成了专用的深度学习加速单元（DLBoost），支持高效的神经网络计算。这些加速单元能够处理大量的矩阵运算，是AI训练和推理任务的理想选择。 3....光线追踪支持 Xe支持硬件级别的光线追踪技术，实现了更加真实的光影效果。这对于游戏开发者和内容创作者来说，是一个巨大的福音。 4....游戏和图形设计 凭借其强大的图形处理能力和光线追踪支持，Xe是游戏开发和图形设计的理想选择。它能够提供流畅的游戏体验和逼真的视觉效果。 2....通过统一计算架构、深度学习加速和光线追踪等技术，Xe为现代计算提供了强大的支持。未来，随着更多应用的开发和优化，Xe必将在各个领域中发挥更大的作用，推动技术的进步和应用的发展。
下面这张图片更详细的展示了光线追踪的细节。 ? ---- 在光栅化算法下，生成的深度图结果和光线追踪一模一样，但显然光线追踪的算法更清晰并易于理解。...---- 深度贴花： 在很久以前, 我曾经执迷于贴花，最终学会了使用Mesh来贴花，但是利用深度信息，我们可以更便捷的做到。 我们假设要贴的花是一张平面贴纸，我们有这个纸片的MVP矩阵。...这种思路在有复杂遮挡关系的场景中，优化效果是惊人的。那具体应该怎么做呢？ 一般是通过两个Pass来做的。 在第一趟Pass中，Shader会计算所有Fragment的采样颜色和法线。...这一步的目的就是为了减少计算光照的Fragment。 在第二趟Pass中，Shader会根据纹理中的每一个像素所包含颜色和法线信息来对所有光源进行计算。...即然光照可以通过两趟Pass的方式来优化，那我可不可以用来加速光线追踪呢？ 答案是肯定的， 由于屏幕空间上的信息量相比整个场景来讲少之又少，在计算光线相交时，可以更快的判定。
光线追踪，或者更广泛地叫做射线追踪，也并不是完全没有在实时渲染中出现，实际上在三维空间的物体拾取判断就广泛用到了这个技术，实时阴影的计算也用到了这个技术 渲染通常来说分为两类，一个是物体顺序的渲染，遍历每个物体...因此基础的光线追踪包含下面三部分，对每个像素执行一次： 生成视线：计算出每个像素发出的视线 视线相交：找出与视线相交的最近一个物体和相交面的法线 着色：利用相交的交点，法线和光照计算出当前像素所需显示的颜色...对线性代数熟悉的朋友应该至少求解这样的线性方程组最程序化的做法是什么，自然是使用克莱姆法则。也就是按顺序用右侧的列来替代左侧矩阵中的列，然后求行列式的商。...而对于行列式的求法具体在下一章介绍，通常使用拉普拉斯展开来计算 ?...实时光线追踪的开销比较大且很多时候只能由CPU来完成，我们在游戏等软件中常常有"阴影精细度"这一选项，这就是由于光线追踪算法的高开销而对光线探测密度的妥协 ?
但实际中，如何在CUDA中实现光线追踪本身和AD还是一个难点。...对此，M2中采用JIT的思路，尽可能延后计算，使用NV的Parallel Thread Expression（PTX）构建符合single static assignment（SSA）的程序，这里对变量采用了引用计数...第一种是eager mode，直接计算。这种方式在计算密集的操作中具有较好的性能，比如卷积，矩阵计算等。第二种操作模式需要预先规范完整的graph以生成单个优化的GPU kernel。...该算法的思路是用一组光线的贡献值来取代一个光路的贡献值，本身其实是一种平滑手段，在光线追踪中，这增强了local exploration。...在光线追踪下，这种高度专业化的实现并不容易理解和维护。这也是M2致力解决的问题。
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