DXR 实时光线追踪技术概览

最新推荐文章于 2024-01-24 15:37:56 发布

原创

最新推荐文章于 2024-01-24 15:37:56 发布 · 8.6k 阅读

21 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#Ray Tracing #DirectX #D3D

本文介绍了实时渲染技术的重大进展——Real-time ray tracing，特别是NVIDIA图灵架构GPU对硬件加速的支持。DXR是DirectX 12的一个新特性，包括Acceleration Structure、新的Command List方法和一系列Shader类型。文章详细讲解了Acceleration Structure的层级结构，DXR Shaders中的Ray generation、Intersection、Closest-hit、Any-hit和Miss shader的功能，并展示了简单的DXR Pipeline流程。最后，作者提到实时光线追踪带来的兴奋感，并邀请对此有热情的人才加入他们的团队。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

长久以来“光栅化（rasterization）”一直统治着实时渲染领域，其实并不是说这种渲染方式有多么的好，主要是因为它更便于实现硬件加速。光栅化渲染的基本算法很简单，但是要想达到好的渲染效果，就需要不断打补丁。你想要阴影吗？那你需要一种特殊的算法实现。你想要反射、折射吗？每个都需要一个特殊的方式去实现，更不要提全局照明了。这些不禁让我想起早些年“固定渲染管线”显卡发展到鼎盛的时候，图形程序员不得不调整各种参数添加 Environment Map、Bump Map等等，后来“可编程渲染管线”推出，那些 tricky 的做法都没必要了。而现在 GPU 越来越强大，性能在不断提高，也更具通用计算能力。另一方面 low level 图形 API 的出现也让图形程序员有更多的想象空间去控制 GPU，这一切都在将实时渲染技术推向下一代：Real-time ray tracing。这可是几十年来实时渲染、游戏渲染技术领域最大的进步！
NVIDIA 已经在 8 月份的 SIGGRAPH 2018 大会上发布了新的图灵架构 GPU，新一代消费级 GeForce 显卡也已经呼之欲出！新架构的最大亮点无疑是支持 Real-time ray tracing 硬件加速以及使用 AI 技术对光线追踪的计算结果进行降噪！下面这篇文章就主要介绍一下 DirectX Ray Tracing 定义的这个渲染管线长什么样。

DirectX Raytracing（以下简称 DXR ）并不是一套全新的 API，而是在 DirectX 12 的一个新的 feature。它主要引入了这么四个新的东西：

Acceleration Structure
一个新的 Command List 方法：DispatchRays ，它用来了启动 Ray Tracing 的渲染流程；
一系列在 Ray Tracing Pipeline 过程中的 Shader 类型：
- Ray generation shader
- Intersection shader
- Miss shader
- Closest-hit shader