Инженеры компании NVIDIA создали новый алгоритм для расчета освещения в трехмерных сценах. Технология предназначена для трассировки лучей и повышает скорость построения изображения в два-три раза без потери качества картинки. Разработка отказалась от классических методов искусственного шумоподавления, которые ранее применялись для очистки кадров при недостаточном количестве отсчетов лучей.
Новый подход формирует свет и тени с большей привязкой к физическим законам. Традиционные алгоритмы трассировки пути требуют огромных вычислительных ресурсов для создания реалистичного освещения с учетом многократных отражений и преломлений лучей. Чтобы снизить нагрузку на оборудование, разработчики ранее использовали шумоподавители, которые достраивали картинку на основе неполных данных. Нейросетевая модель, предложенная NVIDIA, реконструирует высокодетализированное изображение из исходного материала с низким разрешением и малым количеством отсчетов на пиксель . Такой подход отказывается от разделения процессов очистки от шумов и увеличения разрешения, выполняя обе задачи в рамках единой архитектуры на основе генеративно-состязательной сети.
Компания намерена показать техническую демонстрацию новой технологии в мае на профессиональной конференции по компьютерной графике и интерактивным методам . Согласно заявленным характеристикам, производительность при расчетах освещения возрастает до двух с половиной раз в сравнении с предыдущими методами. Дополнительную информацию о разработке можно найти на сайте TechPowerUp.
Развитие алгоритмов трассировки пути представляет собой одно из главных направлений в современной компьютерной графике. В отличие от обычной трассировки лучей, которая моделирует только прямые лучи от источников света и их простые отражения, трассировка пути симулирует полную картину распространения света в сцене . Это включает в себя рассеянное освещение, мягкие тени, цветоперенос от соседних объектов и эффекты каустики. Именно высокая вычислительная сложность расчета всех возможных траекторий лучей долгое время ограничивала применение полноценной трассировки пути в играх и приложениях реального времени.
Новый алгоритм вписывается в общую стратегию NVIDIA по внедрению нейросетевых методов в графические конвейеры. Ранее компания уже выпустила набор инструментов RTX Kit, который включает технологии для ускорения трассировки пути с помощью непрозрачных микрокарт и переупорядочивания шейдеров, обеспечивая до двух раз прироста производительности при работе со сложной геометрией . Другой метод, известный как ReSTIR (пространственно-временной повторный отбор важности), также использует переиспользование отсчетов лучей между соседними пикселями и кадрами, что позволяет снизить требуемое количество лучей для получения чистого изображения . Представленная технология дополняет эти разработки, предлагая более эффективную нейросетевую реконструкцию финального кадра на этапе постобработки.
