什么是光线追踪技术,以及它的历史?
编者按:本文作者Blake Patterson是一名全栈开发者,他在文中向我们简单科普了什么是光线追踪技术,以及它的历史。
在目前的PC图形硬件中,讨论最多的技术是一项成为光线追踪(ray tracing)的渲染技术。
该技术风靡的原因,都源于几年前英伟达发布的RTX开发平台,以及微软而后推出的针对DirectX 12的DirectX Raytracing(DXR)API。
DXR可以让Windows开发者在3D环境中加快GPU进行实时光线追踪的速度。
这对游戏爱好者来说是个重大利好,因为光线追踪可以实现更真实的光线渲染,可以在3D场景中进行现实中的动作。
但是,目前仅有少部分游戏能够使用DXR所支持的渲染功能,并且很少有GPU在设计时会将DXR考虑在内、将光线追踪计算的加速作为主要目标。
但目前来看,光线追踪仍然热度不减,很多从业者依然愿意为此花大价钱买一台GPU。
今年8月14日,英伟达发布了新一代GPU架构——图灵(Turing),以下是国外某网站关于此事的报道:
“英伟达于周一发布了下一代图形架构Turing,名字来源于上世纪初人工智能之父、计算机科学家Alan Turing。
最新的图形处理单元(GPU)比传统图形处理工作负载量更大,其中嵌入了针对人工智能任务和一种新的图形渲染技术(称为光线追踪)的加速器。
”
但是,光线追踪并不是新技术。
事实上,它几乎和最早的3D计算机图形技术一同出现。
什么是光线追踪?A.J. van der Ploeg在他的文章Interactive Ray Tracing:The Replacement of Rasterization?中这样描述:
“在计算机图形中,如果我们有一个三维场景,通常我们会想知道该场景在虚拟摄像机中是如何呈现的。
这种计算虚拟相机中图像的方法就称作渲染。
目前渲染的标准方法是光栅化(rasterization),这是一种局部光线渲染方法。
它是将从其他表面反射的光也算作在内,例如镜子中的光线。
这对倒影或影子的渲染非常重要。
例如,。