Ray Tracing - info a vše okolo

[Hladis]

Zakladni informace:
Ray tracing je založen na principu fyzikálně korektního obrazu založeného na paprscích vycházejících ze zdroje (kamera), kde je sledována dráha paprsku a jeho interakce s objekty, které mají v této virtuální scéně figurovat. Každý paprsek je vždy otestován na vznik průniku s předmětem v dané scéně a v bodě tohoto průniku je určena úroveň osvětlení a vlastnosti objektu respektive bodu (fyzikální vlastnosti, které ovlivňují do značné míry reflexe, refrakce a další efekty) a poté konečně jeho výsledná barva. Pokud je daný objekt (potažmo pixel) odrazivý nebo průsvitný, je k dosažení požadované efektu často třeba kombinovat data několika takovýchto paprsků.
Zdroj: https://www.svethardware.cz/ray-tracing ... fiky/24485

Ray Tracing, základní webové odkazy:
Wikipedia (en) https://en.wikipedia.org/wiki/Ray_tracing_(graphics)
Wikipedia (cz) https://cs.wikipedia.org/wiki/Sledov%C3 ... AD_paprsku
Raytracing a další globální zobrazovací metody (cz) http://saint-paul.fjfi.cvut.cz/base/sit ... racing.pdf
What is Ray Tracing, and should you care ? (en) https://www.ign.com/articles/2018/08/30 ... d-you-care

NVIDIA RTX Ray Tracing:
nVidia RTX (en) https://developer.nvidia.com/rtx/raytracing
Wikipedia (en) https://en.wikipedia.org/wiki/Nvidia_RTX
Real-Time Ray Tracing with nVidia RTX (en) http://on-demand.gputechconf.com/gtc-eu ... ia-rtx.pdf

DXR (součást API DX12):
Wikipedia (en) https://en.wikipedia.org/wiki/DirectX_Raytracing
DXR: Microsoft přináší do herní grafiky nad DirectX vykreslování ray tracingem (cz) https://www.cnews.cz/directx-ray-tracin ... redstaveni
Announcing Microsoft DirectX Raytracing (en) https://devblogs.microsoft.com/directx/ ... aytracing/
DirectX Raytracing (DXR) Functional Spec (en): https://github.com/microsoft/DirectX-Sp ... ACING_TIER

Vulkan (API):
Introduction to Real-Time Ray Tracing with Vulkan (en) https://devblogs.nvidia.com/vulkan-raytracing/

[Hladis]

Posledni novinky:

Crytek Releases Neon Noir, A Real-Time Ray Tracing Demonstration For CRYENGINE
https://www.cryengine.com/news/crytek-r ... -cryengine

Quake II RTX: Re-Engineering a Classic with Ray Tracing Effects on Vulkan
https://www.nvidia.com/en-us/geforce/ne ... force-rtx/ + video https://www.youtube.com/watch?v=vY0W3MkZFs4

Nove videoukazky:

Shadow of the Tomb Raider: GeForce RTX Real-Time Ray Traced Shadows
https://www.youtube.com/watch?v=0B96x_OEPOM

Control: GeForce RTX Real-Time Ray Tracing Demo - GDC 2019
https://www.youtube.com/watch?v=Kic-QDmS_Yw

Dragonhound: GeForce RTX Real-Time Ray Traced Reflections and Shadows - GDC 2019
https://www.youtube.com/watch?v=ncv5Oe5q5zs

Project Sol Part 3: A Real-Time Ray-Tracing Cinematic Scene Powered by NVIDIA RTX
https://www.youtube.com/watch?v=b2WOjo0C-xE

“Troll’ from Goodbye Kansas and Deep Forest Films | GDC 2019 | Unreal Engine (The demo was rendered in realtime on a single RTX 2080Ti during Epic's GDC 2019 keynote)
https://www.youtube.com/watch?time_cont ... jt_MqEOcGM

//
NVIDIA RTX Powers Real-time Global Illumination for Architectural Visualization
https://www.youtube.com/watch?v=liQxEGzmHps

[Krteq]

Pár informací o Neon Noir demu postaveném na CRYENGINE 5.5

CRYENGINE 5.5 nevyžaduje DX12 DXR ani dedikované jednotky pro akceleraci výpočtů BVH intersections (jelikož tuto techniku nepoužívá).

Demo využívá SVOTI/SVOGI (Sparse Voxel Octree Total/Global Illumination) implementaci nasviceni sceny na bazi voxelu s prvky ray tracingu. SVOTI nesleduje jednotlivé paprsky, ale bere soubor paprsků jako kužel (cone) ve voxelové mřížce a sleduje odrazy v rámci celého kůželu. Není proto třeba ani žádného denoisingu, protože šum je eliminován sám o sobě v rámci kuželu, resp. nevzniká šum kvuli limitovanému počtu sledovaných paprsků.

Tato technika byla původně určena pro Unreal Engine (viz. PDF níže), ale byla zamítnuta kvůli náročnosti v době jejího představení, dnes však tato implementace běží i na mainstream kartách.

Demo běželo realtime na RX Vega 56 ve 4K a 30 FPS.

Crytek mj. potvrdil že pracuje na implementaci v rámci DX12 DXR a Vulkan API a dalších výkonostních optimalizacích.

"However, the future integration of this new CRYENGINE technology will be optimized to benefit from performance enhancements delivered by the latest generation of graphics cards and supported APIs like Vulkan and DX12."

Zdroje:
Crytek - Crytek Releases Neon Noir, A Real-Time Ray Tracing Demonstration For CRYENGINE
Voxel Cone Tracing and Sparse Voxel Octree for Real-time Global Illumination (PDF)
CRYENGINE GitHub - SVOGI: Mesh tracing Part I - Render Resources Preparation
CRYENGINE GitHub - SVOGI: Mesh tracing Part 2/2 - Enabled ray tracing functionality in shaders
CRYENGINE GitHub - Fixed: SVOGI: Ray Tracing feature causing a freeze in the engine. Also quality and performance improvements

[Shaquille]

Voxel ray tracing vs polygon ray tracing http://raytracey.blogspot.com/2008/08/v ... n-ray.html

[Hladis]

Takze promaz a uprava. Upozornuju zlutasky, ze lehce prijdopu k upgradu, pokud nebudou vecne argumentovat a budou vytvaret flame.

Ted k veci. Prosel jsem radu materialu a osvezil si pamet ohledne problematiky a dosel jsem k tomu, ze voxelovy reseni se tu resit muze, pokud to pouziva techniky na nejake bazi RT, ikdyz jsou tam rozdily v mnoha smerech jako jiny alegoritmy, implementace, moznosti, vysledky, atd.... Kazdopadne bych to voxelovy reseni nazyval proste Voxel Cone Tracing. Nepouziva rays, ale cones https://abload.de/img/rays-cones8jk9a.jpg tedy i v NVIDIA pri predstavovani tyhle technologie (viz. PDF co hodil Krtek) nepouzila termin Ray Tracing a je treba ty techniky odlisit. Je to jiny zpusob na podobne bazi. Nynejsi aplikace Ray Tracingu jako RTX pouziva rays, tedy tam ten termin sedi, ikdyz stale je to svym zpusobem hybrid. Kazdopadne je to nejblize tomu co Ray Tracing je a predstavuje. Co se tyka SVOTI, to Crytek upgradoval a pouzil prvky z ray tracingu pro stiny od Slunce ve verzi 5.5

SVOGI, the feature which allows developers to create scenes with realistic ambient tonality, now includes a major advancement with SVO Ray-traced Shadows offering an alternative to using cached shadow maps in scenes

https://www.cryengine.com/files/wysiwyg ... 891ca5.jpg Tedy da se to zaradit i sem. To jejich noir demo jelo na experimentalni implementaci, ktera neni hotova:

Neon Noir was developed on a bespoke version of CRYENGINE 5.5., and the experimental ray tracing feature based on CRYENGINE’s Total Illumination used to create the demo is both API and hardware agnostic, enabling ray tracing to run on most mainstream, contemporary AMD and NVIDIA GPUs. However, the future integration of this new CRYENGINE technology will be optimized to benefit from performance enhancements delivered by the latest generation of graphics cards and supported APIs like Vulkan and DX12.

Jak presne ty odrazy budou resit neni zatim uplne jasny a udajny dopad na vykon bych bral dost s rezervou, jelikoz SVOTI je narocny a to ze by to zvladal dnesni mainstream bych bral tez s rezervou. Pekna dema tyhle techniky na bazi voxelu rozbehal i Kepler a Maxwell, ale jakmile prislo na implementaci do realny hry, tak to byl problem. Crytek pouzil SVOGI v Hunt: Showdown a pouzili ho Warhorse v KC:D, ale tam "jen" v nejaky prvotni verzi a vykon to bere slusne (GTX 1070 cca 65 vs. 95 fps Ultra/High). Co se tyka nejakych debat nad budoucim vykonem ve hrach, tak nema cenu to tady resit, kdyz neni co merit a doufam, ze se tu nebude varit flame z kavovy sedliny.

PS: Jo a jak se tu zminovalo HFTS, tak ty sem pak patri taky, jelikoz to je upgrade PCSS o prvky z RT

Frustum Tracing means that the primitives of occluding objects are ray-traced from the light’s point of view to form a shadow on the receiving surfaces

Teoreticky kdyz se vezmou tyhle hybridni techniky, tak "ray tracing" tu mame uz nejakou dobu, ale jako ray tracing se to pochopitelne nepromovalo a doufam ani nebude.

[hnizdo]

Crytek mj. potvrdil že pracuje na implementaci v rámci DX12 DXR a Vulkan API a dalších výkonostních optimalizacích.

"However, the future integration of this new CRYENGINE technology will be optimized to benefit from performance enhancements delivered by the latest generation of graphics cards and supported APIs like Vulkan and DX12."

Kde Crytek hovori o implementaci DXR? Ve zdrojich jsem to nikde nenasel. Hovori o DX12 a Vulkanu.

[Hladis]

Nic o DXR jsem taky u Cryteku nenasel, jsem to Krtkovi zapomel editnout. Otazka je jak to Crytek bude presne resit a jak dlouho to potrva nez to tam narve, v roadmape to nema. Co se toho dema tyka, tak https://abload.de/img/crytekdemomykju.jpg tech chyb tam je pozehnane. Nekde se nabojnice odrazi, jinde ne, odraz neni presnym odrazem objektu, nabojnice nejak nabraly na hranatosti a svetlo dronu prostupuje skrz. Bud kompromis kvuli vykonu, nebo problemova-nefinalni implementace. Nevim co vse tam bylo nafejkovany na efekt. Je to taky zatim jen experimentalni PR demo a Crytek chtel pritahnout pozornost a o to asi slo. Crytek taky kdysi (3-4 roky zpet) delal PR okolo DX12 a nejak to nedopadlo, Hunt: Showdown je stale DX11. Takze bych krotil nejaky velky nadeje. O DX12 a Vulkanu mluvi v roadmape u budouci verze 5.6, ktera ma vyjit v lete. Je potreba pockat na nejakou finalni herni implementaci. Cryengine zrovna na dracku moc nejde, Crysis 4 asi nebude a co jsem se dival, tak budouci hry na Cryenginu jsou vesmes neznamy a indie. Mozna pristi dil KC:D to mit bude.

[Hladis]

Hodim sem clanek o aplikovanem Voxel Cone Tracing, o inspiraci od Cyrila Crassin (NVIDIA) a pouziti v hre pro PS4 The Tomorrow Children. https://www.gamasutra.com/view/news/286 ... ildren.php

Tu techniku bych s klasickym Ray Tracingem jako takovym uplne nesmesoval dohromady a odlisoval bych ji

Cone tracing is a technique that shares some similarity with ray tracing

,ale tema je "....vse okolo" a nema cenu se tomu vyhybat, pokud je to na podobnem zakladu.

Teoreticky se tu tedy muze resit i Screen Space Reflection http://www.cse.chalmers.se/edu/year/201 ... ctions.pdf i HFTS https://developer.nvidia.com/Hybrid-Fru ... ed-Shadows http://developer.download.nvidia.com/ga ... y_hfts.pdf ikdyz to cele nezamenovat s Ray Tracingem jako takovym.

[michal3d]

Veľmi zaujímavé video o Ray Tracing v Unreal Engine, je to prednáška kde krásne ukazuje výhody/nevýhody RT, aké sú súčasné limity a pod. Napríklad je zaujímavé, že počítanie tieňov s RT môže byť niekedy dokonca rýchlejšie než tradičné metódy a naviac RT tiene majú výhodu, že nemajú žiaden fading v závislosti od vzdialenosti, jednoduše vo vonkajších priestoroch by maly byť tiene viditelné všade.
No ako proste odporúčam pozrieť každému, koho RT v hrách aspoň trochu zaujíma, je tam fakt hodne dobrých informácií, ktoré sú doplnené o praktické ukážky.

A Hands-on Look at Using Ray Tracing in Games with UE 4.22 | GDC 2019 | Unreal Engine

[Hladis]

Jo tohle jsem pri zivaku nestihl a konecne to hodili na YT. Hodne dobry video.

No co se vykonu tyka, PCSS a obecne soft shadows napriklad kdyz se aplikoval dynamicky na celou scenu a drtivou vetsinu objektu (vezmu si treba hru AC:S, kde to slo videt), kdy venku dynamicky stiny vrhaly i okenice a kliky od dveri do vetsi vzdalenosti v otevrene hre, tak vykon sel pekne dolu. Pokud se vezmou vylepseny HFTS, tak ty se vetsinou aplikovali stejne jako PCSS, tedy na dynamicky stiny ktere vrha pouze jediny svetelny zdroj, tedy nejcateji Slunce. Bavime se o venkovnim prostredi. Vnitrky a staticke sceny se resi hlavne "zapekanim", ci kombinaci zapekani a dynamickych stinu a tam stiny casto nereaguji jak maji. HFTS jsou na vykon jeste narocnejsi naz PCSS a jsou stale limitovany jako byly PCSS. Se vzdalenosti se taky stiny orezavaly, nebo uplne vypoustely a jakmile dojde na komplexni aplikaci na uplne vse na scene s reakci na vice svetelnych zdroju, tak se vykon porouci do pekel taky. Tedy tato reseni jsou casto hodne kompromisni, nejsou schopne generovat "fotorealistickou" kvalitu jak se stiny maji realne chovat, zerou vykon a nejsou snadne na implementaci. RTS resi mnozstvi neduhu predchozich reseni, jsou vcelku snadny na aplikaci a klidne se muze stat, ze vykonove na tom budou podobne jak predchozi metody, pokud se predchozima metodama tvurce snazil dosahnout nejlepsiho vysledku podobneho RT a priblizit se realu.

[Hladis]

Dalsi cast prednasky:
Ray Tracing in Unreal Engine 4.22 | GDC 2019 | Unreal Engine: Learn about the processes and techniques employed to bring cinematic-quality lighting to “Troll,” a real-time cinematic technology demonstration from Goodbye Kansas and Deep Forest Films.
https://www.youtube.com/watch?v=gYf33FSxK2s

[Krteq]

Další využití efektivních technik ray-tracingu

n ray tracing a ray is sent out from the virtual camera into the scene and traced until it intersects with a solid body. At this point a ray is cast to each of the light sources in the scene to calculate illumination and surface shading is calculated for the intersection point. If the surface is transparent the ray is sent out further into the scene, possibly at an angle to simulate refraction. If the surface is reflective a ray is sent out at an angle away from the object…

[A] path tracer is like a ray tracer on steroids. Instead of sending out one ray it sends out tens, hundreds or even thousands of rays for each pixel to be rendered. When it hits a surface it doesn’t trace a path to every light source, instead it bounces the ray off the surface and keeps bouncing it until it hits a light source or exhausts some bounce limit. It then calculates the amount of light transferred all the way to the pixel, including any colour information gathered from surfaces along the way. It then averages out the values calculated from all the paths that were traced into the scene to get the final pixel colour value.

New Path-Traced Shaders Make Minecraft Look Amazing

[Hladis]

Real-Time ray tracing | Feature Highlight | Unreal Engine
https://www.youtube.com/watch?v=G9PmuDtwC-I

Stadion Arsenalu v UE s RT on/off https://www.artstation.com/artwork/1nEeNZ https://www.youtube.com/watch?v=n4nATLKVq9M

[Hladis]

JPR: The Global Market for Ray Tracing Software
https://www.jonpeddie.com/store/ray-tracing-software

[michal3d]

NVIDIA sprístupnila tech demá z RTX, konkrétne Star Wars, Atomic Heart a Justice...prvý krát mám chuť nainštalovať Win 10, aby som si pozrel jak to v skutočnosti naozaj beží.

https://www.techpowerup.com/254541/nvid ... r-download

[hnizdo]

Vypada to stejne jako na tech videich, akorat bez YT komprese. U tech SW si rikam, ze uz nejsme od filmu tak daleko (ale ani nejsme uz rovnou tam, tohle je jednoduchej primitivni tunel), bejt to soucasti filmu na platne, nikdo si niceho nevsimne.

[Riku]

Očekávám nějaký větší zastoupení ve hrách až s příchodem nextgen konzolí, které by ho prý také měli umět. Už aby to bylo.

[Mr_Trollfan]

Ono by to chcelo aby bol raytracing v hrach ako standard.

[Hladis]

NVIDIA sprístupnila tech demá z RTX, konkrétne Star Wars, Atomic Heart a Justice...

Tohle meli vypustit ven pri uvedeni Turingu a ne az skoro pul roku po vydani. No na Pascalech to zkouset asi nebudu, nejsem fanda slide show.

[rbclass]

1042466-battlefiled-v-non-rt-dxr-enabled-850x423.png

cakla som teda horsie vysledky