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
Galaxy A51
Лучший смартфон на Android за 13 тысяч рублей

Можно ли сегодня купить хороший смартфон дешевле 20 тысяч. Однозначно да. Другое дело, что есть несколько оговорок. Во-первых, брать нужно не на старте продаж, а желательно минимум через полгода. К тому моменту цена аппарата как раз снижается на 30-40%. А, во-вторых, нужно разузнать, сколько смартфон стоит за границей. Потому что бывает так, что в России из-за региональных особенностей ценообразования аппарат оказывается намного дешевле, чем в Европе или США. Разберёмся подробнее, что к чему.

Читать далее
Яндекс.Браузер
Одна функция, ради которой стоит перейти на Яндекс.Браузер

Каким браузером вы пользуетесь? С большой долей вероятности это будет Google Chrome, но не исключены и другие варианты: Opera, Firefox, Safari. Причём именно в таком порядке, если верить статистике использования. Я перепробовал все эти браузеры, но в конечном итоге пришёл к пониманию, что буду пользоваться российской разработкой. Конечно, я говорю о Яндекс.Браузере. Но не из патриотических соображений, а из практической пользы, которую он мне – да и вам, впрочем, тоже – может принести.

Читать далее
Galaxy
Чем отличаются смартфоны Самсунг для России и США. Будет сюрприз

Думаю, никто из вас не питает иллюзий по поводу того, что один и тот же смартфон для разных рынков должен быть одинаковым. Потому что это не так. Причины у существующих различий, как и сами различия, могут быть самыми разными: особенности местного рынка, проблемы с поставками тех или иных комплектующих, запросы аудитории и в, конце концов, законодательные и иные ограничения. Поэтому, например, в России не работает ни 5G, ни Ultra Wideband. Для первой технологии у нас просто нет необходимой инфраструктуры, а для второй - соответствующего разрешения от правоохранительных органов. Но такого, чтобы один смартфон для разных рынков различался настолько кардинально, как аппараты Samsung, кажется, ещё не было.

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