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幼师科举行舞蹈教学汇报暨家长会

时间: 2019-10-16   查看: 1656   来自: www.ytyouth.org


来源:Yingwei.com作者黄岩

虚幻最初于2018年3月在GDC大会上推出,此功能在过去的18个月中取得了长足的进步,并且不断改进。从原型代码到免费发布,以下博文将向我们概述虚幻引擎的光学跟踪功能的演变和未来发展方向。

1。什么是光追逐

我们将首先介绍所谓的光追逐,并在高级别中查看它与光栅化之间的差异(游戏中使用的主要渲染方法是在实时光学追逐出现之前的光栅化)。

光线跟踪/光线跟踪/光线跟踪是一种用于几何光学的通用技术。它主要通过跟踪光线路径并沿途收集颜色来确定最终渲染中每个像素的颜色。因为它模仿光的物理行为,所以它提供比光栅化更真实的结果,例如柔和,细致的阴影和来自屏幕外对象的反射。

另一方面,光栅化是从场景中从后向前绘制对象,并通过变换矩阵将3D对象映射到2D平面。它根据存储在网格中的信息(颜色,纹理,法线)和场景中的照明来确定每个像素的颜色。它通常比光追逐更快,但它无法描绘依赖于反射光的效果,例如真实反射,半透明和环境阴影。

2。开发催化剂

在过去的几十年中,在追光功能中使用了大规模追求最真实的图像。但是很长一段时间,实现电影分辨率的视频拍摄可能需要数小时甚至数天。因此,业界很难想象将光学追逐提高到24fps或更高。

有两项颠覆性的技术进步:微软的DXR(DirectX光线跟踪)框架和NVIDIA的RTX平台。为了与NVIDIA和Industrial Light&Magic合作,Epic Games首次通过“Reflections”演示内容在GDC 2018上展示了实时光学追逐功能,以《星球大战:最后的绝地武士》中的角色为主角。

这个演示内容展示了纹理区域照明,光追区域光影,光追反射,光追环境遮蔽,影视级景深以及NVIDIA GameWorks光追去噪,而且所有这一切都是实时进行。由于Unreal引擎采用了混合方法,无法受益于光追的通道能够继续进行光栅化,从而提高了整体性能。

这只是早期阶段。原型代码尚未向用户开放,而实时运行演示所需的硬件包括一台搭载四枚Tesla V100显卡的NVIDIA DGX工作站(每枚显卡售价约71万人民币),所以软件和硬件都不适用于普通用户。

3. 普及实时光追

五个月之后,Epic Games与英伟达和保时捷在SIGGRAPH 2018亮相了一款实时影视体验:基于保时捷911 Speedster概念车型的“The Speed of Light”。得益于摩尔定律的起效,这个演示内容只需要两枚NVIDIA Quadro RTX显卡。在当时每枚显卡依然需要43万人民币+的投资,但成本已经低于先前的设置。

除了先前演示的功能,“The Speed of Light”同时展示了光追半透明和透明涂层着色模型,以及漫射全局照明。除了制作影视内容外,团队另外创建了一个交互式内容来演示场景的实时性。

快进到今年3月举行的GDC,Epic Games已经准备好以beta功能的形式为Unreal 4.22提供光追支持。为了展示这项技术在12个月内的进展,其合作伙伴Goodbye Kansas和Deep Forest Films创建了一个以数字人类作为主角的实时影视内容“Troll”。

“Troll”的复杂程度要比“Reflections”高一个量级。尽管两者都以24 fps运行,但“Troll”的三角形数量是6200万,16个光照,而“Reflections”只有500万个三级奥星,4个光照。另外,“Troll”是的光追通道是以完整的1080p分辨率渲染,而“Reflections”只以半分辨率渲染,然后按比例放大。“Troll”同时需要对粒子进行光追踪,以及与其他基本组件的互操作性,包括Alembic几何缓存,毛发和皮肤。尽管复杂程度有所增加,但“Troll”只需一枚售价约8500元人民币的NVIDIA RTX 2080 Ti。

右图是实时光追反射

利用免费的Unreal引擎,以及价格相对亲民的显卡,现在人人都能够用上实时光追功能。

4. Unreal 4.23中的光追

当Epic Games开始在Unreal引擎初步实现光追功能时,微软正对DXR框架进行最后的调整,而英伟达则在开发新的硬件和驱动。另外,为了支持光追,Epic Games重构了渲染管道。在SIGGRAPH 2019大会预览的Unreal 4.23已经能够解决由这两个因素引起的不稳定性。

多个方面的性能同样得到了改善,包括天空通道,全局照明和去噪。去噪对于实时光追至关重要,因为对于能够追踪的光线数量而言,预算非常有限。

Epic Games同时实现了交叉点着色器,允许你支持自己的原语类型并渲染复杂的几何体,如毛发或分形。这家公司已经开始提供多GPU支持。Unreal 4.23中增加的Low-Level支持可允许你控制哪个GPU渲染哪个通道。Epic Games将继续支持其他材质和几何类型,包括地形几何,实例静态网格,程序化网格和Niagara sprite粒子。

5. 未来

但攻坚之旅尚未结束。Epic团队依然在努力改进具体的实现。尽管4.23版本已经在性能和稳定性方面取得了重大进展,但在获得“就绪”标记之前,他们尚有很多工作要做。

正如早前提到的一样,Epic Games在4.23版本中增加了Low-Level的多GPU支持,但他们希望提高“即插即用性”,以及支持更多的几何类型。其中一个最具挑战性的例子是具有世界位置偏移的foliage(诸如树叶在风中飘舞动画所需的效果)。

如果你有兴趣尝试Unreal的光追功能,你可以马上下载最新版本的Unreal引擎。另外,你可以参阅Unreal的实时光线追踪文档。

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