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Nvidia bosse en collaboration sur le Raytracing de demain

Lors du SIGGRAPH 2020, Nvidia a montré l'avancée de ses travaux sur le Raytracing, en collaboration avec le Visual Computing Lab du Dartmouth College. Comme vous le savez, le Raytracing emploie une méthode d'affichage des rayons opposée à celle de la rastérisation prenant ainsi la caméra comme point initial d'observation. Les calculs demandés sont alloués au trajet des rayons lumineux, et leurs interactions avec la matière, en obéissant aux lois optiques/physiques : nombre de rayons lancés, complexité de la scène en objets, réfraction de la lumière en fonction de la nature des surfaces (matière, eau, sol, etc), arrêt des rayons générant l'ombre. Pour garder une qualité de l'image, tout en assurant un rendu temps réel exploitable, Nvidia utilise des filtres de débruitage a.k.a denoising, puisque du bruit est généré dans le calcul de la scène.

 

Ces derniers sont colossaux, et sont accélérés en partie chez Nvidia par les RT Cores.  Pour diminuer le volume de calculs, le caméléon utilise la méthode BVH, acronyme de Bounding Volume, c'est ce dernier qui est pris en charge par les RT Cores. En gros, elle consiste à découper la scène en boites, le filtre se chargeant de précalculer si le rayon incident interagira ou pas avec cette boite, auquel cas le filtre se chargera de découper cette boite en plusieurs petites boites, etc, jusqu'à ce que le calcul soit complètement défini. Tout ça prend de la ressource, mais vous voyez bien qu'une des limites actuelles reste la gestion du nombre de sources lumineuses. Tout ceci est expliqué dans notre article sur Minecraft que vous pouvez retrouver dans le lien ci-dessous.

 

 

Qu’adviendra-t-il s'il y a des milliers de sources lumineuses, considérant un reflet comme une source ? Quels rayons vont interagir avec la matière, et comment la source adjacente va modifier l'éclairage ? C'est le sens des travaux menés, et les verts sont satisfaits de montrer qu'ils ont mis au point un filtre de débruitage capable d'afficher une scène raie tracée avec des millions de sources lumineuses dynamiques. Ce filtre se nomme ReSTIR, acronyme de Reservoir based SpatioTemporal Importance Resampling. Tout ça semble bien fonctionner, puisqu'il y a 8 rayons par pixel, ce qui enrichit la scène de 3.4 millions de triangles avec un rendu exécuté sous les 50ms. L'efficacité de cette méthode serait, selon les dires des développeurs, 35 à 65 fois supérieure, pour un même coût énergétique.

 

C'est un des axes d'amélioration du Raytracing pour les années à venir. Pour l'instant, la limite se situe sur le nombre de rayons et la complexité modérée de la scène. Dans quelque temps, il y aura plus de rayons, de meilleures interactions (par exemple plusieurs rebonds du rayon incident), et des milliers de sources de lumière. Même en augmentant les unités de calcul dédiées à l'accélération des calculs du RT, il faudra un filtre de débruitage plus puissant qui n'impactera pas le temps de rendu, au contraire, tout en étant plus permissif. Il y a plusieurs méthodes de rendu Raytracing, la différence avec les PC et les consoles proviendra de l'évolution des GPU futurs à traiter du RT de plus en plus complexe : ça passe aussi, et surtout, par un filtre super efficace, un algorithme de tueur. Imaginez ce qu'un tel filtre peut donner sur Ampere ! En attendant, voilà les premiers pas du ReSTIR en vidéo !

 

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par Thibaut G., le Mardi 26 Mai 2020 à 23h43  
@jemporte : Ca commence que déjà tu penses que la techno est au bout du bout. Chaque fois que tu as fait des pronostics tu t es ramassé, en tout cas les chercheurs, les vrais qui bossent dans ce domaine viennent de te gifler les fesses avec leurs travaux, devant tout le monde en plus. Manifestement le débruitage est moins figé que ce que tu dis, eux le prouvent, toi tu le clames gratuitement.
par Un médecin des ragots en Île-de-France, le Mardi 26 Mai 2020 à 23h35  
par Mitsu, le Lundi 25 Mai 2020 à 18h10
La techno "lumen" est en effet très impressionnante sur la démo présentée. J'attend de voir du concret sur la console de monsieur tout le monde à la maison mais la promesse est plus qu'alléchante.
Ca serait pas un effet style photon map ? Ca rend bien, plus réaliste, mais ce n'est pas la réalité physique.
par Un médecin des ragots en Île-de-France, le Mardi 26 Mai 2020 à 23h32  
par Thibaut G., le Mardi 26 Mai 2020 à 16h20
tu as compris de travers jemporte, comme toujours dans le bashing quand il s'agit de vert !
Non j'ai pas compris de travers. C'est mon opinion que la victoire va revenir au moteur RT qui fera la plus calculs parallèles les plus simplifiés en nb de circuits + un pilote pour gérer tout ça. Le débruitage est à peu près figé. On va plus faire de gros miracles supplémentaires à part à générer des images fausses.
A un moment on va arrêter de faire de l'hibridation et se lancer dans le RT complet. Visiblement la densité de gravure avance plus vite qu'escompté, donc le RT va arriver plus vite que prévu. Donc les machins sophistiqués pour arriver à ses fins, c'est de la fumée qui cache des arguments commerciaux. D'ailleurs des verts, je sens qu'AMD nous prépare un truc encore plus bancal pour nous expliquer comment ils arrivent à faire du RT sans RT par une autre méthode magique, parce que c'est ce qu'ils tendent à dire pour RDNA2.
Donc vous fatiguez pas, c'est pas la bonne direction finale du RT. Oui je sais, je dis l'inverse d'il y a quelques mois, mais on attendait pas le 5nm en cours de prod et même le 3nm annoncé par l'année prochaine, mais plutôt dans pas mal d'années, genre 2025 car ils ont toujours en retard sur leurs propres prédictions alors que c'est le contraire en ce moment (sauf Intel bien sûr). Avec du 3nm et des chips 800mm², voire en multichip, puisqu'on y est, on pourra faire des GPU full RT en dégageant tout le reste inutile. les pauvres resteront pour un moment sur leur hybride et Rt optimisé mais ce n'est pas la voie finale. Or la techno devrait visiblement être au point en 2022. Hopper sera probablement la dernière gen Hybride au niveau de toute la gamme.
par Thibaut G., le Mardi 26 Mai 2020 à 16h20  
par Un médecin des ragots en Île-de-France, le Mardi 26 Mai 2020 à 16h02
Ce que vous expliquez pour le fonctionnement du RT dans le pilote Nvidia, c'est exactement ce que fait un moteur de rendu par CPU open source ou commercial depuis au moins 10 ans. Donc rien de nouveau.
Le RT propose comme avantage qu'il est surtout dependant de la taille de l'image et non du nombre d'objets. Ceci étant d'autant plus vrai dans certaines réflexions et ombres qui tiennent compte des objets invisibles obligés de ne pas être pris en compte en raster, pour pouvoir accélérer le rendu. Le nombre de rebonds est également l'un des critères de performances du RT.
Si on commence à optimiser en supprimant des objets ou des rayons source, on va rapidement revenir au problème posé par le mode raster. Le but est d'avoir à terme suffisament de capacité RT sans aucun biais et fioriture, pour supprimer le raster complètement.
tu as compris de travers jemporte, comme toujours dans le bashing quand il s'agit de vert !
par Un médecin des ragots en Île-de-France, le Mardi 26 Mai 2020 à 16h02  
Ce que vous expliquez pour le fonctionnement du RT dans le pilote Nvidia, c'est exactement ce que fait un moteur de rendu par CPU open source ou commercial depuis au moins 10 ans. Donc rien de nouveau.
Le RT propose comme avantage qu'il est surtout dependant de la taille de l'image et non du nombre d'objets. Ceci étant d'autant plus vrai dans certaines réflexions et ombres qui tiennent compte des objets invisibles obligés de ne pas être pris en compte en raster, pour pouvoir accélérer le rendu. Le nombre de rebonds est également l'un des critères de performances du RT.
Si on commence à optimiser en supprimant des objets ou des rayons source, on va rapidement revenir au problème posé par le mode raster. Le but est d'avoir à terme suffisament de capacité RT sans aucun biais et fioriture, pour supprimer le raster complètement.
par Deus, le Lundi 25 Mai 2020 à 20h32  
par Zoroastre, le Lundi 25 Mai 2020 à 14h00
La techno Lumen d'Epic promet des sources lumineuses proche du Raytracing
La mort de la Rastérisation, c'est pas encore pour demain
Ben surtout, je trouve vraiment qu'utiliser du raytracing pour faire de la GI c'est vraiment du gachis de ressources, sur Kingdom Come c'est magnifique et pas de raytracing, et sur la demo de Epic pareil. alors que sur metro exodus ya plein de moments ou la scene est irrealistiquement sombre, etc...

Mieux vaut etre moins precis et faire du multi bounce avec de l'accumulation temporelle. Par contre pour les reflets, qui eux ont besoin d'etre plus precis, en tout cas sur des surfaces lisses, la le raytracing a du sens car on peut difficilement faire autrement (le SSR c'est deguelasse et bourre d'artefacts)
par Mitsu, le Lundi 25 Mai 2020 à 18h10  
par Zoroastre, le Lundi 25 Mai 2020 à 14h00
La techno Lumen d'Epic promet des sources lumineuses proche du Raytracing
La mort de la Rastérisation, c'est pas encore pour demain
La techno "lumen" est en effet très impressionnante sur la démo présentée. J'attend de voir du concret sur la console de monsieur tout le monde à la maison mais la promesse est plus qu'alléchante.
par Zoroastre, le Lundi 25 Mai 2020 à 14h00  
La techno Lumen d'Epic promet des sources lumineuses proche du Raytracing
La mort de la Rastérisation, c'est pas encore pour demain
par Thibaut G., le Lundi 25 Mai 2020 à 09h44  
par Scrabble, le Lundi 25 Mai 2020 à 09h35
J'ai hâte de voir ce que ça va donner avec Ampère, qui devrait être quatre fois plus puissant en Ray-tracing
oui, mais ca sera mieux avec un algo qui permettra plus de choses
par Scrabble, le Lundi 25 Mai 2020 à 09h35  
J'ai hâte de voir ce que ça va donner avec Ampère, qui devrait être quatre fois plus puissant en Ray-tracing