微软DirectX将支持NVIDIA Blackwell架构的RTX神经渲染

NVIDIA RTX Neural Rendering

NVIDIA Blackwell 架构 GeForce RTX 50 系列 GPU 导入的新技术几乎都是划时代的变革,其中最先进的当属 RTX 神经渲染,且微软已宣布 DirectX 会支持。

神经渲染(Neural Rendering)乍听之下很陌生,其实 DLSS 技术中的 Upscaling 超分辨率放大就是神经渲染最简单易懂的实例。 它采用较低输入分辨率的渲染画面,通过神经网络拓展成高分辨率画面。

到了 Blackwell 架构,NVIDIA 进一步导入更多元素,包括神经纹理(Neural Textures)、神经材质(Neural Materials)、神经体积云(Neural Volumes)、神经辐射场(Neural Radiance Fields)、神经辐射快取(Neural Radiance Cache),构成神经渲染中, 神经网络着色的重要呈现方式。

神经材质(Neural Materials)通过 AI 压缩多层次结构(如瓷器、丝绸)的材质,用更小的内存耗用量来加载,材质处理速度提高至 5 倍,以便在游戏中迅速渲染出电影级的精细材质效果,也不用担心耗用掉太多资源。

神经辐射快取(Neural Radiance Cache)则运用游戏数据训练过的神经网络,来更准确且有效率地预估游戏场景的间接照明。 只要追踪一两条光线并将其储存到缓存,便可推断出无限多条光线和反射状态,更准确地显示游戏场景中的间接照明。 得益于需要追踪的光线数量大幅减少,整体性能表现便可更上一层楼。

除了着色方式,NVIDIA 还用神经网络创造更拟真的游戏人物技术。

传统人脸渲染方式与现实之间多少有一些微小的偏差,累积起来很容易掉入恐怖谷。 RTX Neural Faces 采用简单的光栅化脸部加上 3D 姿势资料作为输入,并使用实时生成 AI 模型来推论出更自然的脸部。

发丝也是传统电脑绘图很难真实呈现的部分,毕竟每根头发展辄需要 30 个多边形,一位新郎的头发可能动用多达 400 万个多边形,若再加上光线追踪,画面运算负载非常可观。

NVIDIA 通过 Linear-Swept Spheres(线性扫描球体)有效缩减渲染头发所需的几何体数量,佐以球型取代多边形,更能适应头发形状,可大幅缩减内存耗用至 3 分之 1,且进一步提升 FPS。

NVIDIA RTX Neural Rendering

随着光线追踪游戏场景的几何复杂性激增,为各个细节层级(LOD)建立每帧包围体层级(BVH) 的成本呈指数级增长,因此难以实现及时渲染。

RTX Mega Geometry可在GPU上智能地大量更新多边形簇,进一步减少CPU负载,并提高光线追踪场景中的性能和影像质量。 这么做可以加速 BVH 构建,使得光线追踪的三角形数量可达当今标准的 100 倍。

RTX Mega Geometry 现已应用于《心灵杀手 2》(Alan Wake 2)的宣传视频,并即将在虚幻引擎5(Unreal Engine 5)的 NVIDIA RTX 分支中推出。

NVIDIA RTX Neural Rendering

Blackwell 架构导入这么多 RTX 神经渲染技术,游戏真能用得上吗? 微软稍早于自家blog宣布,DirectX很快就会支持协作向量(Cooperative Vectors),也就能解锁 NVIDIA GeForce RTX GPU 的 Tensor 核心的强大功能,让开发者在 Windows 环境中运用充分加速的神经网络着色器。

这意味着未来不久,以微软DirectX为程式接口基准的游戏引擎,能够启用Blackwell架构GeForce RTX 50系列GPU的神经渲染相关功能,带来更优异的画面与性能表现。

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