Plus tôt cette année, Nvidia a dévoilé sa nouvelle gamme d'unités de traitement graphique (GPU), sous le nouveau nom :RTX. Il s'agit d'une mise à niveau de la précédente série de GPU GTX, mais la marque n'est pas le seul changement.
Nvidia a maintenant équipé ces GPU de la capacité d'effectuer un ray tracing en temps réel . Mais qu'est-ce que le lancer de rayons et pourquoi est-il si important ?
Le mot "rendu" est beaucoup utilisé lorsqu'il est question de cartes graphiques ou de jeux. Le processus de rendu consiste à convertir un objet tridimensionnel en une image bidimensionnelle qui apparaîtra réaliste sur votre écran. Les jeux sont interactifs et ils rendent les objets lorsque le mouvement d'un joueur modifie la perspective à l'écran.
Cela signifie qu'il est nécessaire d'avoir un moyen de s'assurer que les graphismes semblent réalistes. Les développeurs y sont parvenus en utilisant le rendu en temps réel, mais pendant des décennies, il a utilisé la même technologie :la rastérisation .
La rastérisation est une technologie qui, à la base, repose sur des triangles. Il voit les objets 3D comme une grande collection de polygones constitués de triangles. Il rassemble différents types de données, telles que la position, la couleur, la texture, etc., à partir des trois points AKA sommets des triangles.
Toutes ces données ne sont pas nécessaires, il affine ensuite les données. Il définit l'écran comme cadre de référence, puis il détermine comment afficher les pixels. Une fois cela fait, il y a un peu de traitement et l'image apparaît sur votre écran. C'est beaucoup de travail, mais les GPU (comment distinguer un GPU, un CPU et un APU) ont assez de puissance pour le faire en une fraction de seconde, et le rafraîchir plusieurs fois en une seconde pour que le mouvement apparaisse très lisse.
Dans le monde réel, vous êtes capable de voir des choses à la suite de la lumière qui les frappe. L'éclairage du monde réel est très complexe, chaque rayon de lumière se reflétant et se réfractant plusieurs fois avant d'atteindre nos yeux, ce qui nous fait voir la grande quantité de détails. Répliquer cela est un travail très difficile, mais avec le lancer de rayons, la technologie est maintenant plus proche que jamais.
Comme son nom l'indique, le lancer de rayons repose sur le traçage de chaque rayon de lumière frappant des objets dans une scène virtuelle en trois dimensions. Le lancer de rayons suivra le chemin des rayons lumineux de la source lumineuse aux objets, ainsi que chaque réflexion et réfraction qu'ils traversent, avant d'atteindre finalement l'écran.
S'il existe plusieurs sources de lumière, le lancer de rayons les prendra toutes en compte. Au lieu de traiter chaque pixel comme un point sur un maillage de polygones, comme le fait la rastérisation, le lancer de rayons traite chaque pixel comme un rayon de lumière, ce qui est comparable à la façon dont l'œil humain voit réellement les choses.
L'industrie du cinéma et de l'animation utilise déjà la technologie de traçage de rayons pour rendre les scènes afin de les rendre aussi réalistes que possible. Notez que cela ne nécessite pas de lancer de rayons en temps réel ; votre GPU actuel pourrait probablement également gérer le lancer de rayons.
Cependant, selon la lourdeur de la scène que vous essayez de rendre, le rendu de quelques secondes d'images en trois dimensions peut prendre plusieurs jours. Dans les jeux, les GPU doivent restituer les scènes en déplacement. La principale exigence pour cela est un matériel capable de le faire en temps réel.
Bien sûr, le lancer de rayons nécessite beaucoup plus de traitement que les besoins de rastérisation, et est donc une tâche gourmande en GPU. L'utilisation du lancer de rayons pour chaque partie d'une scène virtuelle est le moyen idéal d'obtenir l'image la plus réaliste. Cependant, il n'est souvent utilisé que pour certaines parties d'une scène. Le GPU traite le reste de la scène via la rastérisation.
Cela nous amène à l'approche de Nvidia avec sa dernière série de GPU, et plus précisément à ce qu'ils font avec RTX.
La dernière génération de GPU de Nvidia, également appelée Turing, est une amélioration évidente sur le papier. Nvidia les fabrique avec un nouveau processus plus petit de 12 nanomètres. Ils prétendent également être 50% plus puissants et 10 fois plus rapides que la génération précédente. Cependant, ces chiffres ne veulent pas dire grand-chose.
Ce qui est important, c'est la façon dont Nvidia a modifié la structure de base du GPU.
Ces nouveaux GPU embarquent les cœurs CUDA habituels que Nvidia utilisait pour les générations précédentes. De plus, ils sont également livrés avec des cœurs "Tensor" dédiés, pour l'apprentissage automatique, et des cœurs "RT" pour, eh bien, vous l'avez deviné, le lancer de rayons. Pour résumer, Nvidia a basé ces GPU sur une nouvelle architecture plus intelligente et dispose d'un matériel spécifiquement dédié au ray tracing, ce qui est une première.
Tout cela est utilisé en combinaison pour accélérer le lancer de rayons et le faire fonctionner en temps réel.
Pour utiliser efficacement ce nouveau matériel, Nvidia dispose d'un tas de logiciels pour l'accompagner. Nvidia OptiX est celui qui permet de tirer le meilleur parti des capacités de traçage de rayons du matériel. Il dispose également d'un "débruiteur accéléré par l'IA". Maintenant, comme vous le savez, le lancer de rayons repose sur l'utilisation de la lumière pour déterminer l'apparence d'une image virtuelle.
Pour cette raison, il y a forcément du bruit dans les zones qui ont peu ou pas de lumière. Le débruiteur aide à s'en débarrasser. Nvidia travaille également sur l'ajout de la prise en charge du lancer de rayons à l'API Vulkan.
Nvidia n'est pas le seul dans ce cas non plus. Vous connaissez peut-être DirectX de Microsoft, une condition préalable à l'exécution de nombreux jeux sur Windows (comment installer et mettre à niveau DirectX). Microsoft a annoncé une extension de la dernière version de celui-ci, appelée DirectX Ray Tracing (DXR). Cela vise à aider à apporter un support logiciel aux développeurs pour adapter leur jeu afin de tirer le meilleur parti du RTX de Nvidia.
RTX utilisera la nouvelle puissance matérielle et les capacités de lancer de rayons ainsi que l'ancienne rastérisation fiable et d'autres processus connexes, pour offrir une expérience de jeu qui sera plus réaliste que jamais.
Eh bien, pas tout à fait. Le lancer de rayons n'a jamais été utilisé dans un scénario de consommation au quotidien auparavant. C'est pourquoi il faudra un certain temps à l'industrie grand public pour adapter cette technologie. Les développeurs ont déjà commencé à intégrer cette technologie dans leurs jeux. Cependant, seuls quelques jeux le prennent en charge au moment de la rédaction.
Donc, si vous envisagez de mettre à niveau votre GPU, attendre un moment pour voir comment la technologie progresse pourrait être la meilleure option. Dans tous les cas, le lancer de rayons est susceptible d'être l'avenir du jeu. Cela peut finir par se faire via RTX, ou via une autre technologie équivalente publiée dans le futur.
Seul le temps nous le dira. En attendant, consultez cette ventilation astucieuse des différences entre les téléviseurs, les moniteurs de jeu et les écrans BFGD de Nvidia.
