PowerVR GR6500, или Как правильно использовать метод трассировки лучей

Компания Imagination Technologies двумя неделями ранее анонсировала свой новый графический процессор PowerVR GR6500, который имеет одно значимое преимущество перед всеми видеопроцессорами на рынке. Это уникальный графический процессор, включающий в себя блок RTU (Ray Tracing Unit), который создан специально для работы с трассировкой лучей, и основанный на самой свежей архитектуре PowerVR Wizard.

Imagination Technologies

Для начала давайте определим, что же такое трассировка лучей? Трассировка лучей нужна, в первую очередь, для более реалистичных теней, освещения, отражений. Данный метод неидеален и имеет ряд недостатков, однако качество картинки при его использовании настолько высоко, что обычному пользователю будет сложно определить, где настоящая фотография, а где лишь 3D-сцена.

Ray-Tracing-graphics-example-840x420

3D-объекты способны отражать падающий свет, преломлять его (если речь идет о прозрачных объектах). Существуют также лучи, которые способны как преломлять, так и отражать свет, например, если речь идет о хрустальной вазе. Свет, падающий на неё, будет как отражаться, так и проходить сквозь вазу.

Для каждого пикселя монитора нужно определить, каким будет его цвет, то есть как сильно подсветить субпиксели (RGB). Представьте, что от вашего глаза через каждый пиксель на 3D-объекты проецируется луч, который столкнется с первым попавшимся объектом, после чего в зависимости от материала объекта и его геометрии будет учитываться вид и направление нового луча.

Если объект прозрачный — луч преломляется, если объект имеет отражающую поверхность, новый луч отражается, в третьем случае от точки пересечения с объектом исходит как отражающий, так и преломленный дополнительные лучи. Если после того, как луч отразился или преломился от объекта, он столкнется с еще одним объектом, возникнут новые дополнительные лучи, которые будут вести себя так же, как и в случае с первым пересечением.

articles266

При столкновении с точкой возникает еще один дополнительный луч, который отвечает за тень. Луч тени движется от точки пересечения ко всем источникам света, и если на пути к источнику луч столкнется с преградой (другим 3D-объектом), появится тень на месте, откуда начал своё движение наш луч.

Таким образом, данный метод очень эффективен и визуально более продвинут. Однако в одной сцене может быть огромное количество объектов и источников света, что ведет к большим проблемам производительности. Суперкомпьютеру потребуется несколько часов, чтобы провести анализ сложной сцены, обычный ПК потратит дни, а для вашего смартфона это станет огромной проблемой, решение которой кроется в GR6500.

PowerVR-GR6500-840x491

Его особенность заключается в дополнительном блоке трассировки лучей. Данный блок отвечает за отслеживание направления лучей, пересекающихся с объектами.

Мы подошли к проблеме иначе. Пока другие на рынке были сфокусированы на решении отслеживания лучей с использованием ГПУ, мы решили использовать новый подход, применяя наши знания в растровой графике,» — Люк Петерсон, директор исследований Imagination.

В сравнении с вычислениями с использованием ГПУ или трассировки лучей, основанной на программном обеспечении, использование отдельного аппаратного обеспечения делает GR6500 в 100 раз более эффективным.
Imagination Technologies показала пример сравнения метода трассировки лучей с обычным методом растрового изображения теней:

PowerVR-Ray-Tracing-cascaded-vs-ray-traced-3-840x285

PowerVR-Ray-Tracing-cascaded-vs-ray-traced-2-840x281

Как видно, трассировка лучей позволила получить более четкие и правильные тени.

Кроме того, использование метода, основанного на аппаратном обеспечении, существенно снизило потребление памяти в сравнении с растровым изображением теней. В одной из сцен было использовано 150 МБ памяти в случае с растровым изображением теней и 62 МБ с использованием трассировки лучей.
Ниже представлено более детальное сравнение:

PowerVR-Ray-Tracing-efficiency-analysis-2-840x439

PowerVR-Ray-Tracing-efficiency-analysis-3-840x422

Каковы итоги? Да, на рынке пока нет смартфонов с данным графическим процессором, да и игры с использованием трассировки лучей найти сегодня сложно (если вообще возможно). Разработчикам нужно как можно скорее внедрить данный метод в свои игры. Между тем производители не должны ждать остальных и начать запуск смартфонов с данным видеоускорителем. А что скажут наши читатели?

По материалам androidauthority

Теги
Лонгриды для вас
iPad 10,2"
Как Android-смартфон навсегда заменил мне iPad

Я пользуюсь iPad со времён второго поколения, которое вышло в 2011 году. Поначалу я менял планшеты едва ли не каждый год, потому что изменения, которые с ними происходили, были достаточно заметными, чтобы хотеть обновиться. Третье поколение получило Retina-дисплей, четвёртое (его у меня не было) – разъём Lightning и сверхмощный процессор, пятое – это был iPad Air – обзавёлся новым тонким корпусом и так далее. В общем, поводов менять айпады каждый год у меня было предостаточно. Остановился я только в 2017 году на классическом iPad 2017, поняв, что причин обновляться так часто у меня больше нет. А в последний год я почти перестал брать его в руки.

Читать далее
Что делать, если перестал работать WhatsApp

В последнее время участились случаи, когда пользователи жалуются на некорректную работу WhatsApp. У кого-то сервис тормозит, а кто-то вообще говорит о том, что приложение просто не запускается. На прошлой неделе были глобальные проблемы, а буквально вчера пользователи некоторых стран жаловались на то, что система опять работает некорректно. Можно ли с этим что-то сделать? Есть несколько простых пошаговых рекомендаций, которые помогут решить проблему. Если приведенные шаги не сработают, значит, проблема куда более серьезная, чем показалось изначально. В этом случае останется только ждать. Поэтому давайте пробовать.

Читать далее
Android 11
В Android 11 Google отберет у пользователей свободу использования камеры

В новой версии Android пользователям будет сложнее делать хорошие фотографии! Эту новость можно было назвать и так - это тоже было бы правдой. Главное, что теперь возможности каждого, у кого установлен Android 11, будут чуть более скудными. Скорее всего, это связано с дополнительными мерами безопасности, призванными сделать операционную систему более безопасной, но таким образом мы придем к iOS. Получается, что у Android уже не будет той функциональности, за которую его ценили? Все может быть, но пока мы наблюдаем только процесс введения новых ограничений. Что на этот раз случилось с камерой смартфона и все ли так плохо, как может показаться на первый взгляд? Может все еще хуже?

Читать далее
1 комментарий Оставить свой
  1. dead__head

    Познавательная статья, спасибо. Думаю, Apple первая поставит этот ГПУ в процессор iPad air 3, тогда планшет будет вполне сравним с macbook air по производительности и будет весьма привлекательной моделью.

Новый комментарий