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
5 причин использовать облако вместо карты памяти

21 век подарил нам возможность хранить данные на самых разных носителях. Еще не так давно диски были основным методом хранения важной информации: музыки, фотографий и видео. Чуть позже им на смену пришли USB-флэшки и карты памяти, которые, казалось, уже ничто не сможет нам заменить. В конце нулевых стали активно появляться различные файлообменники, которым не особо доверяли. А зря: именно они стали прототипом облачных хранилищ, без которых сложно представить нашу жизнь. Несмотря на то, что SD-карта всегда под рукой, у облачного хранилища есть свои весомые преимущества. Рассказываем, почему пора начать использовать облачное хранилище для хранения файлов.

Читать далее
Приложения
Как сбросить приложения по умолчанию на Android

Когда фанаты Android говорят о свободе, которую им предлагает мобильная операционка Google, пользователи iOS чаще всего думают о кастомизации перепрошивках и преобразованиях файловой системы. По факту это и близко не так. Кастомизация и перепрошивки остаются уделом гиков, а свободу выражает отсутствие большинства запретов на взаимодействие с системой, характерных для мобильной операционки Apple. Например, на Android можно без проблем заменить весь штатный софт на сторонний, выбрав его в качестве приложений по умолчанию. А что делать, если хочется вернуть всё как было изначально?

Читать далее
Все, что известно о Google Pixel 7 на данный момент

Не успели мы с вами оклематься после выхода, не побоюсь этого слова, революционного Google Pixel 6, как уже во всю появляются разные слухи про будущую новинку компании - Google Pixel 7. По слухам, смартфон должен получиться шикарным: уже полюбившийся многим дизайн предыдущей модели должен объединиться с новым чипом Google Tensor 2. В сегодняшней статье обсудим все возможные нововведения модели, поговорим о ее характеристиках и дате выхода обновленного Пискель.

Читать далее
1 комментарий
  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