Режимы трассировки лучей

Сведения о различных параметрах визуализации с трассировкой лучей.

Новые возможности версий 2023, 2024, 2024.1, 2024.2

Режимы трассировки лучей

Трассировку лучей можно использовать в двух режимах: CPU и GPU. По умолчанию используется режим CPU. Режим GPU можно включить при помощи параметра в приложении. Программное обеспечение определяет, доступен ли данный параметр.

В режиме CPU для визуализации трассировки лучей используется центральный процессор. Это режим, заданный по умолчанию. Если совместимый графический процессор не найден, параметр для его использования не активен. При этом отображается сообщение со ссылкой на соответствующий раздел справки.
В режиме GPU для визуализации трассировки лучей используется графический процессор, что позволяет освободить центральный процессор для выполнения других задач. Этот параметр активен, когда доступен совместимый графический процессор.

Требования к графическому процессору

Производительность трассировки лучей с помощью графического процессора в значительной степени зависит от самого графического процессора, так как новые или более мощные графические процессоры могут работать в несколько раз быстрее, чем более старые или менее производительные. PassMark Software публикует результаты тестирования графических процессоров, которые помогут вам сравнить доступные варианты.

Функция трассировки лучей с помощью графического процессора требует поддержки функции трассировки лучей DirectX (DXR), которая была добавлена в последних версиях Windows 10. Она поддерживается большинством графических процессоров, выпущенных компанией NVIDIA, начиная с 2019 г., и графическими процессорами, выпущенными компанией AMD, начиная с 2021 г. Intel будет поддерживать эту технологию в будущих версиях графических процессоров Arc™ как для мобильных, так и настольных платформ. На момент выпуска версии Inventor 2023 трассировку лучей с помощью графического процессора можно использовать со следующими графическими процессорами:

Графические процессоры NVIDIA со встроенной поддержкой трассировки лучей включают в себя любые графические процессоры, торговая марка которых содержит обозначение RTX, включая графические процессоры для мобильных устройств. К ним относятся:
- серия GeForce RTX, например GeForce RTX 2060;
- серия Quadro RTX, например Quadro RTX 4000;
- серия RTX A, например RTX A2000.
Графические процессоры NVIDIA с поддержкой вычислений включают в себя любые графические процессоры с микроархитектурой Pascal и оперативной памятью объемом не менее 6 ГБ. Обратите внимание, что эти графические процессоры будут работать гораздо медленнее с функцией трассировки лучей с помощью графического процессора из-за отсутствия встроенной поддержки функции трассировки лучей. К ним относятся:
- серия GeForce 10, например GeForce GTX 1080;
- серия Quadro P, например Quadro P4000.
Графические процессоры AMD со встроенной поддержкой трассировки лучей включают в себя любые графические процессоры с микроархитектурой RDNA 2. К ним относятся:
- серии RX 6000 и RX7000, включая серию мобильных процессоров RX 6000M;
- серия Radeon PRO W6000, например Radeon PRO W6800;
- серия мобильных процессоров Ryzen 7 6000, включая интегрированные графические процессоры серии 600M;
графические процессоры Intel с встроенной поддержкой трассировки лучей для графических процессоров со словом «Arc» в названии модели. К ним относятся:
- Intel™ Arc® Pro серии A для рабочих станций, например Intel Arc Pro A40 и Intel A50;
- Intel™ Arc® серии A, например Arc A380 и A770.

Предполагается, что в будущем все основные поставщики графических процессоров будут поддерживать технологию DXR, постепенно повышая производительность. Производительность графических процессоров для настольных ПК обычно выше, чем у ноутбуков, даже если используется одна и та же модель.

Требования к операционной системе (ОС)

При использовании операционной системы Windows 10 необходима сборка ОС 1809 (октябрь 2018 г.) или более поздняя. Кроме того, убедитесь, что драйвер графического процессора (GPU) обновлен.

Качество изображения

Вопрос качества изображения важен для функции трассировки лучей с помощью графического процессора. Дальнейшего описания заслуживают два аспекта: ход выполнения визуализации и материалы (представления). Повышению качества изображения уделяется особое внимание при доработке функции трассировки лучей с помощью графического процессора.

Ход выполнения визуализации

Для трассировки лучей с помощью графического процессора применяется алгоритм трассировки пути, благодаря чему визуализированное изображение постепенно улучшается с течением времени. Такой же алгоритм используется при создании визуальных эффектов для фильмов.

В начале визуализации вы будете видеть очевидные артефакты шума, но со временем их будет становиться меньше по мере сбора большего количества выборок для трассировки пути. При трассировке лучей с помощью графического процессора отображается индикатор выполнения, который показывает, сколько выборок собрано относительно целевого уровня качества. Благодаря трассировке пути технически визуализация никогда не завершается и может продолжаться бесконечно.

Однако на практике артефакты устраняются быстро, и зачастую положительные результаты будут видны даже до достижения целевого уровня качества. Вам нужно только подождать, пока изображение не станет приемлемым для вас. Параметр «Продолжить» позволяет модулю визуализации собрать больше выборок, если нежелательные артефакты по-прежнему отображаются.

Если параметр «Уменьшение шума» включен, обычно отображается небольшое количество артефактов шума, что позволяет добиться хороших результатов еще быстрее. Однако уменьшение шума может привести к потере некоторых деталей в материалах или освещении. Если требуется сохранить «окончательное» визуализированное изображение для последующего совместного использования, можно отключить функцию уменьшения шума и обеспечить работу модуля визуализации в течение более длительного времени.

Материалы и представления

В технологии трассировки лучей с помощью графического процессора применяется визуализация на основе физических свойств. Это означает, что освещение и материалы взаимодействуют так, чтобы имитировать реальность. При этом, более реалистичные результаты можно получить при минимальном усилии со стороны пользователя Inventor. Такой подход несколько отличается от предыдущих модулей визуализации, но в настоящее время все чаще используется в компьютерной графике.

В частности, технология трассировки лучей с помощью графического процессора использует новое определение материала на основе физических свойств, которое называется стандартной поверхностью Autodesk. Данное определение может представлять широкий спектр материалов, часто применяемых пользователями Inventor. Никаких дополнительных действий от вас не требуется. Функция трассировки лучей с помощью графического процессора автоматически и быстро преобразует существующие представления Inventor в стандартные поверхности для визуализации. Пользовательский интерфейс редактирования представлений не изменяется.

Однако этот процесс преобразования может привести к визуальным различиям между тем, что вы видели в случае применения ART, и тем, что вы видите при использовании технологии трассировки лучей с помощью графического процессора. Некоторые такие ограничения широко известны и, возможно, будут устранены в будущем. Но в ряде случаях вы можете увидеть различия, возникающие из-за того, что ранее использовались нефизические свойства материала. Например, материалы на основе физических свойств обеспечивают экономию энергии, поэтому те материалы, которые раньше были слишком яркими, теперь могли стать темнее.

Если полученный вами результат далек от ожидаемого, сообщите об этом (см. раздел Отправьте нам свой отзыв ниже).

Известные проблемы и ограничения

Ниже перечислены известные проблемы, связанные с использованием модуля визуализации с помощью ЦП (ART).

Материалы (представления) могут выглядеть по-разному из-за применения физических принципов в технологии трассировки лучей с помощью графического процессора. Поверхности могут выглядеть немного темнее или светлее, более грубыми или более гладкими, более или менее прозрачными и т. д. См. раздел «Качество изображения» выше.
При включении функции трассировки лучей может потребоваться некоторое время для запуска. Время, необходимое для выполнения операций, зависит от сложности модели. Для некоторых крупных сборок может требоваться не менее минуты.
Операция трассировки лучей с помощью графического процессора может быть остановлена из-за слишком долгого времени визуализации. Подробные сведения об этом приведены в разделе «Время ожидания при визуализации».

Следующий элемент, поддерживаемый сегодня ART, в настоящий момент не поддерживается функцией трассировки лучей с помощью графического процессора. Если он важен для текущей работы, рекомендуется продолжить использование ART.

Локальная геометрия на основе определенных стилей освещения, например Empty Lab. Поддерживается только бесконечное фоновое изображение.

Время ожидания при визуализации

В некоторых случаях операция трассировки лучей с помощью графического процессора может быть остановлена из-за слишком долгой визуализации. Это происходит потому, что Windows содержит механизм обнаружения и исправления зависания во время ожидания (TDR), который выполняет сброс графического процессора, если операция занимает более двух секунд (по умолчанию). В режиме трассировки лучей с помощью графического процессора отдельной операцией может быть визуализация одной выборки, которая как правило выполняется быстро и занимает не более двух секунд.

Время ожидания, возникающее при визуализации одной выборки, обычно означает одну или несколько следующих ситуаций:

графический процессор имеет низкую производительность для аппаратной трассировки лучей;
визуализируемая модель имеет сложную геометрию, материалы или освещение;
модель занимает большую часть видового экрана (окна), т. е. масштаб увеличен;
видовой экран имеет большой размер, например, при использовании монитора с разрешением 4K.

По истечении времени ожидания Inventor автоматически отключает трассировку лучей и возвращается в обычный режим отображения «Реалистичный». При этом отображается сообщение, предлагающее вернуться к использованию трассировки лучей с помощью центрального процессора.

Чтобы время ожидания не превышалось, устраните одну или несколько упомянутых выше проблем. Для этого можно использовать более производительный графический процессор. Хотя задержку TDR можно увеличить, задав значение более двух секунд, возникновение периода удержания с задержкой по умолчанию обычно означает, что низкая производительность уже приводит к плохой работе.

Отправьте нам свой отзыв

Нам бы хотелось узнать ваше мнение о новой функции трассировки лучей с помощью графического процессора. Оставить отзыв можно несколькими способами.

Перейдите ниже по ссылке Было ли это полезным? для обратной связи и введите свои комментарии.
Присоединяйтесь к форумам Autodesk на сайте forums.autodesk.com. В форуме Inventor можно задать вопросы, которые будут видны другим пользователям и команде разработчиков Inventor.
Пользователи, зарегистрированные на форуме отзывов по Inventor, могут поделиться своим мнением там.
Если при использовании программы Inventor произойдет сбой, автоматически запустится система уведомления об ошибках. С ее помощью можно описать действия, которые вы пытались выполнить во время ошибки. Введенная информация и диагностическая информация о сбое будет отправлена команде разработчиков Inventor. Это особенно важно для такой функции, как трассировка лучей с помощью графического процессора. Она основывается на аппаратном обеспечении и драйверах, которые продолжают быстро развиваться.

Будем рады с вами пообщаться. Благодарю за внимание.