▷ Apa rasterisasi dan apa bedanya dengan ray tracing

Setelah rilis segera kartu grafis Nvidia RTX yang baru. Kami ingin menulis artikel tentang apa itu rasterisasi dan apa bedanya dengan Ray Tracing. Siap tahu semua yang perlu Anda ketahui tentang teknologi ini? Ayo mulai!

Apa perbedaan rasterisasi dan Ray Tracing

Grafik PC real-time telah lama menggunakan teknik yang disebut "rasterisasi" untuk menampilkan objek tiga dimensi pada layar dua dimensi. Ini adalah teknik yang cepat dan hasilnya menjadi sangat baik selama beberapa tahun terakhir, meskipun tidak sebagus ray tracing dapat dilakukan.

Dengan teknik raster, objek yang Anda lihat di layar dibuat dari mesh segitiga virtual, atau poligon, yang membuat model objek tiga dimensi. Dalam jala virtual ini, sudut-sudut masing-masing segitiga, yang dikenal sebagai simpul, memotong simpul segitiga lainnya dengan ukuran dan bentuk yang berbeda. Karena itu, banyak informasi yang terkait dengan setiap titik, termasuk posisinya di ruang angkasa, serta informasi tentang warna, tekstur, dan "normal" -nya, yang digunakan untuk menentukan bagaimana permukaan suatu benda menghadap..

Komputer kemudian mengonversi segitiga model 3D ke piksel, atau menunjuk pada layar 2D. Setiap piksel dapat diberi nilai warna awal dari data yang disimpan di simpul segitiga. Pemrosesan piksel tambahan atau "shading", yang mencakup mengubah warna piksel berdasarkan pada bagaimana lampu di tempat kejadian mengenai piksel, dan menerapkan satu atau lebih tekstur ke piksel, bergabung untuk menghasilkan warna akhir yang diterapkan pada satu piksel.

Kami merangkum panduan perangkat keras terbaik yang menarik minat Anda:

• Prosesor terbaik di pasaran Motherboard terbaik di pasaran Memori RAM terbaik di pasaran Kartu grafis terbaik di pasaran SSD terbaik di pasaran

Ini adalah tugas yang intensif secara komputasi, karena mungkin ada jutaan poligon yang digunakan untuk semua model objek dalam sebuah adegan, dan sekitar 8 juta piksel pada layar 4K. Untuk semua ini kita harus menambahkan bahwa setiap gambar yang ditampilkan di layar biasanya memperbarui 30 hingga 90 kali per detik. Selain itu, buffer memori, ruang sementara yang disisihkan untuk mempercepat, digunakan untuk membuat bingkai terlebih dahulu sebelum ditampilkan di layar.

Kedalaman atau "z-buffer" juga digunakan untuk menyimpan informasi kedalaman piksel untuk memastikan bahwa objek depan di lokasi xy layar piksel ditampilkan, dan objek di belakang objek paling depan tetap tersembunyi. Inilah alasan mengapa game komputer modern dan kaya grafis mengandalkan GPU yang kuat, yang mampu melakukan jutaan perhitungan setiap detik.

Ray Tracing bekerja dengan cara yang sangat berbeda. Di dunia nyata, objek 3D yang kita lihat diterangi oleh sumber cahaya, dan foton yang membentuk cahaya dapat memantul dari satu objek ke objek lain sebelum mencapai mata pemirsa. Selain itu, cahaya dapat diblokir oleh beberapa objek, menciptakan bayangan, atau cahaya dapat dipantulkan dari satu objek ke objek lainnya, seperti ketika kita melihat gambar-gambar dari satu objek yang dipantulkan pada permukaan objek lainnya. Kami juga memiliki pembiasan, yang menyebabkan perubahan kecepatan dan arah cahaya saat melewati benda-benda transparan atau semi-transparan, seperti kaca atau air.

Ray Tracing mereproduksi efek ini, ini adalah teknik yang pertama kali dijelaskan oleh Arthur Appel dari IBM, pada tahun 1969. Teknik ini melacak jejak cahaya yang melewati setiap piksel pada permukaan tampilan 2D dan mengubahnya menjadi model 3D adegan. Terobosan besar berikutnya datang satu dekade kemudian dalam makalah 1979 berjudul "Model Pencahayaan yang Ditingkatkan untuk Layar Berarsir, " Turner Whitted, sekarang anggota Nvidia Research, menunjukkan bagaimana menangkap refleksi, bayangan, dan refraksi dengan Ray Tracing.

Dengan teknik Whitted, ketika petir menyerang objek dalam adegan, warna dan informasi pencahayaan pada titik dampak pada permukaan objek berkontribusi pada warna piksel dan tingkat iluminasi. Jika balok memantul atau bergerak melintasi permukaan benda yang berbeda sebelum mencapai sumber cahaya, informasi warna dan pencahayaan dari semua objek tersebut dapat berkontribusi pada warna akhir piksel.

KAMI MENYARANKAN YOUHow untuk menginstal Ubuntu Tweak di Ubuntu 16.04

Sepasang dokumen pada 1980-an meletakkan dasar intelektual untuk revolusi grafis komputer, yang membalikkan cara pembuatan film. Pada tahun 1984 Robert Cook, Thomas Porter dan Loren Carpenter dari Lucasfilm merinci bagaimana Ray Tracing dapat menggabungkan berbagai teknik sinematografi yang umum seperti gerakan kabur, kedalaman bidang, setengah cahaya, transparansi, dan refleksi buram yang, sampai saat itu, hanya mereka dapat dibuat dengan kamera. Dua tahun kemudian, karya profesor CalTech Jim Kajiya, "The Rendering Equation, " menyelesaikan pekerjaan memetakan cara komputer grafik dihasilkan ke fisika untuk lebih mewakili cara mencerai-beraikan cahaya. dalam sebuah adegan.

Menggabungkan semua penelitian ini dengan GPU modern, hasilnya adalah gambar yang dihasilkan komputer yang menangkap bayangan, refleksi, dan pembiasan dengan cara yang dapat dibedakan dari foto atau video dunia nyata. Realisme itulah yang menyebabkan Ray Tracing menaklukkan sinema modern. Gambar berikut dihasilkan oleh Enrico Cerica menggunakan OctaneRender, menunjukkan distorsi stroke kaca pada lampu, pencahayaan difus di jendela dan kaca buram di lentera di lantai yang tercermin pada gambar bingkai.

Ray Tracing adalah teknik yang sangat menuntut daya, itulah sebabnya pembuat film mengandalkan sejumlah besar server atau peternakan untuk membuat adegan mereka dalam proses yang dapat memakan waktu berhari-hari, bahkan berminggu-minggu, untuk menghasilkan efek khusus yang kompleks. Tidak diragukan lagi, banyak faktor berkontribusi terhadap kualitas grafis dan kinerja penelusuran ray secara keseluruhan. Faktanya, karena penelusuran sinar sangat intens secara komputasi, sering digunakan untuk mewakili area atau objek dalam adegan yang paling diuntungkan dari kualitas visual dan realisme teknik, sedangkan adegan lainnya itu diproses menggunakan rasterisasi.

Apa pendapat Anda tentang artikel kami tentang rasterisasi? Apakah Anda menganggapnya menarik? Kami menantikan komentar Anda!