Forum Gry Hobby Sprzęt Rozmawiamy Archiwum Regulamin

Forum: RayTracing w czasie rzeczywistym (Caustic Graphics, PowerVR)

22.01.2013 21:52
Pan Dzikus
1
Pan Dzikus
162
Generał

RayTracing w czasie rzeczywistym (Caustic Graphics, PowerVR)

W 2009 roku firma Caustic Graphics ogłosiła, że opracowała algorytm umożliwiający tani raytracing w czasie rzeczywistym. Jednocześnie opracowali procesor 20 krotni wydajniejszy w obliczeniach raytracingu od ówczesnych topowych GPU.

http://www.in4.pl/komentarze.htm?kbt=N&news_id=18148
http://www.dzikie.net/index.php?news=6057

W 2010 roku Caustic Graphics zostali kupieni przez Imagination Technologies., firmę, która na początku XXI wieku produkowała karty graficzne do PC jak Kyro cechujące się renderingiem kafelkowym a po tym, jak zostali wypchnięci z rynku przez nVidię i ATI znaleźli sobie niszę w telefonach komórkowych i stali się tam potentatem produkując procesory PowerVR.

Na początku 2012 Imagination Technologies ogłosiła, że chce wydać kartę z układem PowerVR i interfejsem PCI Express, którą da się zamontować w komputerze lub w stacji roboczej i która będzie przeznaczona do generowania w czasie rzeczywistym obrazów w technice śledzenia promieni (ang. ray tracing). Miały zostać do tego wykorzystane pakiety SDK OpenRL i Brazil 3.0 stworzone przez firmę Caustic przejętą przez IT.

http://www.frazpc.pl/aktualnosci/919953,PowerVR_wroci_na_rynek_kart_graficznych.html
http://pclab.pl/news48534.html

Zrobienie tej karty nieco się opóźniło ale w końcu się ukazała a właściwie ukazały bo powstały dwie wersje. Caustic R2500 i dwukrotnie wolniejsza Caustic R2100. Jak mówią inżynierowie ta kart pracuje sprytniej ale nie ciężej. Algorytm do obliczeń raytracingu jest podobny do obliczeń bazodanowych.

http://arstechnica.com/gadgets/2013/01/shedding-some-realistic-light-on-imaginations-real-time-ray-tracing-card/

Caustic R2500 kosztuje 1500$ i jest wyposażony w dwa procesory do obliczeń raytracingu (RTU) oraz 16 GB RAM (po 8 GB na jednostkę). RTU są produkowane na 90nm procesie i wykorzystują kości DDR2. Mimo to, kata pobiera bardzo mało mocy. Szczytowy pobór jest oceniany na 60 watów a zwykle bierze około 40 W. Radeon 7700 jest wykonany w technologi 28 nm i pobiera 75 W. GeForce GTX 660 - 110 W
Radeon 7970 - 190 W
GeForce GTX 680 - 165 W.

Co to oznacza? Gdyby wykonać RTU w technologi 28 nm, dodać mu tranzystorów i zwiększyć taktowanie to spokojnie mógłby już dziś być 10 razy szybszy niż jest. Ponieważ jednak Imagination Technologies ma technologię, której nie ma nikt inny to postanowili pewnie dozować ją w małych dawkach by zarobić na tym samym kilka razy. Najpierw zrobili znacznie wolniejszą kartę niż mogli, za rok czy dwa zrobią 4 razy szybszą a za kolejne 2 lata znowu 4 razy szybszą.

Tak czy inaczej podejrzewam, że za jakieś 5 lat pojawi się dużo gier wyświetlających obraz w oparciu o raytracing a to oznacza znacznie większy realizm. Efekty w filmach są tak realistyczne bo są tworzone przy użyciu raytracingu. Swego czasu chodziły ploty, że GPU w PS4 ma być PowerVR. Podejrzewam, że szefowie Sony planowali wtedy znowu wyjść przed szereg i umieścić w PS4 akcelerator raytracingu ale potem z tego zrezygnowali i będzie Radeon.

22.01.2013 22:05
2
odpowiedz
Lutz
173
Legend

niebardzo kumam o co chodzi, przeciez to nie jest zaden przelom, ot kolejna karta.
raytracing wspomagany przez gpu to juz dobrych pare lat, ba nawet GI jest zaimplementowane.

elementy raytracingu typu ambient occlusion w sterownikach nvidii sa juz jakies 3 lata.

nie ma tu zadnego halo, sikac po nogawkach bedzie mozna jak karta pokaze sie w prawdziwym dzialaniu, bo to co w filmie widzialem juz w kilku demach technologicznych sprzed paru lat, a pouzywac moge z takim furry ball pod maya chociazby, czy innym vray rt.

22.01.2013 22:43
Pan Dzikus
3
odpowiedz
Pan Dzikus
162
Generał

Może i to co pokazuje ta karta już jest ale umknął ci chyba drobny szczegół na temat poboru mocy i technologii wykonania RTU. Te procki mają pewnie z 10 razy mniej tranzystorów niż najlepsze GPU GeForce i Radeon a dają taki sam efekt albo lepszy efekt.

22.01.2013 22:53
4
odpowiedz
zanonimizowany792388
37
Generał

Tak czy inaczej podejrzewam, że za jakieś 5 lat pojawi się dużo gier wyświetlających obraz w oparciu o raytracing a to oznacza znacznie większy realizm. Efekty w filmach są tak realistyczne bo są tworzone przy użyciu raytracingu. Swego czasu chodziły ploty, że GPU w PS4 ma być PowerVR. Podejrzewam, że szefowie Sony planowali wtedy znowu wyjść przed szereg i umieścić w PS4 akcelerator raytracingu ale potem z tego zrezygnowali i będzie Radeon.

Malo prawdopodobne zeby jakas powazna firma zajela sie masowa produkcja gier oparta na raytracingu. Nie liczylbym na to nawet za 10 lat. Powod ? Znacznie lepsze wspolczesne techniki renderingu posiadajace juz najwazniejsze cechy raytracingu czyli dobre oswietlenie i cienie, przynajmniej setki razy mniejszym kosztem wykorzystania mocy.

Poza tym po co nam masowy raytracing w grach skoro wiekszosc silnikow, ktore wyszly w ostatnich latach posiada juz global illumination, gorsze SSAO+HBAO, instancing pozwalajacy renderowac miliony trojaktow bez straty wydajnosci, rozne techniki deffered shadingu pozwalajace renderowac setki swiatel w czasie rzeczywistym.

elementy raytracingu typu ambient occlusion w sterownikach nvidii sa juz jakies 3 lata

Na wszystkich kartach posiadajacych pixel shader 3 mozna tworzyc ao i pochodne techniki.

22.01.2013 23:13
5
odpowiedz
Lutz
173
Legend

nic mi nie umyka, zastanawiam sie jednak czy widzisz roznice funkcjonalna pomiedzy specjalizowana karta, a wielofunkcyjnym kombajnem? Ta karta jest pozycjonowana raczej jako support na rynek profesjonalny.

22.01.2013 23:27
6
odpowiedz
Likfidator
120
Senator

Raytracing wcale nie jest taki atrakcyjny dla branży gier. Już na sprzęcie ze średniej półki, który zapewne jest słabszy niż nadchodząca generacja konsol, osiągniesz wszystkie efekty graficzne dostępne w RT. Poza tym obecne GPU są bardzo wszechstronne i można używać na nich wiele technologii, jak chociażby deffered shading, gdzie nie masz stałego kosztu od światła, ale koszt zależy od ilości pikseli jakie oświetla. Inaczej podchodzisz do symulowania ogromnych przestrzeni leśnych, inaczej do nocnego miasta z ogromną ilością świateł i jeszcze inaczej do gry rozgrywającej się w wąskich korytarzach.

Nowoczesne GPU to bardzo wszechstronne układy. Jednak ich potencjał zobaczymy dopiero w następnej generacji.
Mogą zarówno posłużyć do tworzenia bardzo szczegółowej grafiki w dość statycznym środowisku. Jak również wykorzystać swoją moc do zaawansowanej symulacji fizyki, czy AI.

Taką małą próbką możliwości są gry z rozszerzonym PhysX. Jednak należy mieć na uwadze, że nawet tam fizyka jest użyta tylko jako dodatek wizualny, gdyż mechanika tych gier jest zaprojektowana tylko pod kątem samego CPU.

Nowa generacja przyniesie znacznie bardziej interaktywne światy i dużo bardziej złożone symulacje fizyczne. To nie będzie po prostu symulacja brył sztywnych na masową skalę, ale przedmioty będą ulegać zniszczeniu i proceduralnie pękać i to w każdej skali. Chyba nie muszę mówić ile zyskają sieciowe strzelanki na destrukcji otoczenia na masową skalę.

W przypadku AI może być bardzo ciekawie. Wiele zagadnień z tego zakresu działa znacznie lepiej na GPU niż na CPU.

Nie należy zapominać też o innych technologiach. Przyszła generacja być może będzie wielkim powrotem voxeli. Chociażby John Carmack o tym wspominał.

Jedno jest pewne, nowa generacja przyniesie wiele nowości, ale na przestrzeni kilku najbliższych lat. Sprzęt to jedno. Potrzeba wielu miesięcy, by opracować nowe technologie i je wdrożyć.

23.01.2013 23:57
Pan Dzikus
7
odpowiedz
Pan Dzikus
162
Generał

@cruiser
Malo prawdopodobne zeby jakas powazna firma zajela sie masowa produkcja gier oparta na raytracingu. Nie liczylbym na to nawet za 10 lat. Powod ? Znacznie lepsze wspolczesne techniki renderingu posiadajace juz najwazniejsze cechy raytracingu czyli dobre oswietlenie i cienie, przynajmniej setki razy mniejszym kosztem wykorzystania mocy.

Nie są znacznie lepsze, skoro dają znacznie gorsze efekty. Gdyby były znacznie lepsze to w Avatarze i setkach innych fiomów używano by właśnie tych technik a nie raytracingu. Gdyby były lepsze to PlatigeImage do zrobienia teasera Cyberpunk 2077 użyłoby tych technik a nie raytracingu. RTU to właśnie (dwie) setki razy wydajniejsze algorytmy niż dotychczasowe.

Poza tym po co nam masowy raytracing w grach skoro wiekszosc silnikow, ktore wyszly w ostatnich latach posiada juz global illumination, gorsze SSAO+HBAO, instancing pozwalajacy renderowac miliony trojaktow bez straty wydajnosci, rozne techniki deffered shadingu pozwalajace renderowac setki swiatel w czasie rzeczywistym.

elementy raytracingu typu ambient occlusion w sterownikach nvidii sa juz jakies 3 lata

Na wszystkich kartach posiadajacych pixel shader 3 mozna tworzyc ao i pochodne techniki.

Raytracing daje najbardziej naturalny obraz ze wszystkich technik. Z tego co wiem jest znacznie prostszy w programowaniu i dobrze współgra z fizyką bo zdaje się, że część obliczeń potrzebnych do raytracingu pokrywa się z obliczeniami do wykrywania kolizji itp.

@Lutz
nic mi nie umyka, zastanawiam sie jednak czy widzisz roznice funkcjonalna pomiedzy specjalizowana karta, a wielofunkcyjnym kombajnem? Ta karta jest pozycjonowana raczej jako support na rynek profesjonalny.

Oczywiście, że widzę. W elektronice jest tak, że gdy powstaje procesor do jakichś konkretnych obliczeń to jest minimum kilkadziesiąt razy szybszy od procesora uniwersalnego. Współczesne GPU to właściwie już takie uniwersalne procesory, potrafią policzyć dużo różnych rzeczy ale w żadnej nie są rewelacyjne. Kiedyś czytałem dosyć obszerny artykuł o raytracingu, którego niestety nie potrafię już znaleźć ale z tego co pamiętam, raytracing jest na tyle odmienną metodą generowania grafiki, że nie potrzebuje aktualnych kart graficznych. Nie używa się np. modeli z polygonów, nie ma nakładania tekstur itd. Tak więc pewnie po osiągnięciu odpowiedniej wydajności RTU wyprze GPU.

@Likfidator
Nie należy zapominać też o innych technologiach. Przyszła generacja być może będzie wielkim powrotem voxeli. Chociażby John Carmack o tym wspominał.

Wspominał też o raytracingu.

Wydaje mi się, że z dużym prawdopodobieństwem w następnej generacji zaczniemy używać technologii śledzenia promieni (ray tracingu), która wykorzystuje specyficzne struktury danych, zamiast wielokątów. Tych używają wszyscy, ale stosowanie śledzenia promieni na nich jest bardzo drogie. Jest specyficzny format, którym już zacząłem się interesować i chcę udowodnić, że to możliwe w następnej generacji. Zakłada połączenie ray tracingu i sparse voxel octree (...)

Pracujemy w tej chwili nad Rage i kodem silnika id Tech 5 ale rozmawiałem z odpowiednimi osobami o tym, co się może w naszej branży wydarzyć i o celach, jakie postawimy silnikowi id Tech 6. Pewnie będzie wśród nich, a przynajmniej mam taką nadzieję, technologia ray tracingu połączona ze sparse voxel oxtree, ponieważ wydaje mi się, ze to jest klucz. W ten sposób będę mógł pokazać coś, z czym nie radzą sobie współczesne gry (...)

http://www.pcper.com/reviews/Graphics-Cards/John-Carmack-id-Tech-6-Ray-Tracing-Consoles-Physics-and-more?aid=532

Z tego, co zrozumiałem to polygony nie nadają się do raytracingu i Carmac opracował nowy sposób przechowywania modeli 3D, który nazwał sparse voxel octrees. Silnik idTech 6 ma właśnie korzystać z tych rzadko rozsianych voxeli w strukturze drzewa ósemkowego i raytracingu.

Jedno jest pewne, nowa generacja przyniesie wiele nowości, ale na przestrzeni kilku najbliższych lat. Sprzęt to jedno. Potrzeba wielu miesięcy, by opracować nowe technologie i je wdrożyć.

Dlatego napisałem, że gry z raytracingiem pojawią się za 5 lat. Podejrzewam, że pierwsze gry tego typu to będą jakieś małe gry niezależne. Możliwe, że na tablety i telefony jeśli Imagination Technologies doda akceleracje raytracingu do PowerVR. Konsole następnej generacji będą za słabe by zrobić na nie grę z raytracingiem pokroju Gears of War czy Killzone. Co prawda Carmacl costam dłubie ale podejrzewam, że w Doom 4 tylko niektóre elementy będą tworzone w ten sposób a reszta tradycyjnie.

24.01.2013 02:37
8
odpowiedz
zanonimizowany792388
37
Generał

Nie są znacznie lepsze, skoro dają znacznie gorsze efekty. Gdyby były znacznie lepsze to w Avatarze i setkach innych fiomów używano by właśnie tych technik a nie raytracingu. Gdyby były lepsze to PlatigeImage do zrobienia teasera Cyberpunk 2077 użyłoby tych technik a nie raytracingu. RTU to właśnie (dwie) setki razy wydajniejsze algorytmy niż dotychczasowe.

Dobra, ale wez pod uwage, ze 1 klatka animacji takiego Avatara czy Cyberpunk 2007 renderuje sie kilkanascie minut albo nawet godzin. Za 5 czy 10 lat nie ma mozliwosci, zeby pojawil sie sprzet, ktory udzwignalby taki zestaw obliczen przy takich detalach w czasie rzeczywistym(setki swiatel z cieniami, kilkaset milionow trojkatow do przeliczenia).

A propo raytracingu, przypomnialo mi sie jedno z moich ulubionych dem:

http://www.pouet.net/prod.php?which=5

Calosc renderowania metoda raytracingu bez udzialu zewnetrznych rendererow dx`a, gl`a, glide`a itp.

\\Edit
Dlatego napisałem, że gry z raytracingiem pojawią się za 5 lat. Podejrzewam, że pierwsze gry tego typu to będą jakieś małe gry niezależne. Możliwe, że na tablety i telefony jeśli Imagination Technologies doda akceleracje raytracingu do PowerVR. Konsole następnej generacji będą za słabe by zrobić na nie grę z raytracingiem pokroju Gears of War czy Killzone. Co prawda Carmacl costam dłubie ale podejrzewam, że w Doom 4 tylko niektóre elementy będą tworzone w ten sposób a reszta tradycyjnie.

Takie gry juz sa od kilku lat, na tej stronie co podalem znajdziesz kilka tytulow.

Forum: RayTracing w czasie rzeczywistym (Caustic Graphics, PowerVR)