NVIDIA RTX技术是否会改变2019年的CG业务？

Quadro RTX的优点是什么？

通常使用预渲染的人有声音“质量不如实时预渲染”和“毕竟像游戏一样”，但NVIDIA的技术演示视频“ProjectSOL”<A>，实时光线追踪预示着一个新时代。实现这一点的是“Quadro RTX”。RTX技术并不像到目前为止GPU处理的速度那么简单。

实时Quadro RTX实时射线追踪技术演示

<B>是过去GPU和RTX GPU核心的比较。RTX称为TURING架构。最大的区别在于，全新的RT Core和TENSOR Core已加载到之前的3DCG着色器处理和GPU操作（CUDA）上。RT核心是一个“光线跟踪加速器”，它从相机向每个像素发射光线（光线），如<C>所示，与3DCG空间中的物体碰撞，跟踪光线并执行渲染。RT核心可以每秒飞行10千兆字节，实现实时光线跟踪。但是，由于计算量很大，预计主要方法将与传统的实时视频（光栅化）互补，而不是完全用光线跟踪替换渲染。

比较当前一代PASCAL架构与RTX中安装的TURING架构的对比图。差异很明显




▲基本的实时光线追踪集（概念图）

众所周知，可以利用诸如虚幻引擎4（以下称为UE 4）和Unity之类的游戏引擎来产生高质量的实时CG，这些引擎也在各种媒体和SNS中被讨论。然而，虽然诸如全局照明，环境遮挡，反射，折射等表达被演变和改进，但它们是所谓的伪方法，并且在利用传统预渲染产生图像的领域中，可以再次说服的表达它可能是一个没有达到的水平。<D>是传统表达方法和RTX的实时图像的比较。如果它是与RTX兼容的环境，则可以实现与预渲染相当的照片级真实感。

（左）常规实时渲染（RTX OFF）/（右）实时光线跟踪（RTX ON）

另一个新核心TENSOR被称为“深度学习单元”，可以高速计算AI和机器学习。它已经在现场专用的NVIDIA Volta GPU上实现，但这次它是第一个在RTX中安装在图形应用程序中的。TENSOR核心具有计算速度，例如AI，比CPU快40倍。低功耗也很有吸引力。现在说AI与CG生产无关，现在预计会大大提高生产效率。首先，使用AI可以更快地消除渲染噪音的“Denoiser”，并且可以通过高质量的完成节省时间。此外，如<E>所示，在2D中也可以预期效果，例如通过AI（创建慢图像）的自动帧插值，AI抗锯齿（DLSS），通过AI的自动图像修饰。

使用TENSOR核心将AI和机器学习应用于数字内容制作的一个例子。左侧是原始图像，右侧是自动恢复的结果

由RTX增强，无法移除可编程着色器。虽然有各种功能，但VR制作的优点之一是“VRS（可变速率阴影）”<F>。如果它是能够进行眼睛跟踪的VR设备，仅在该视点处以高图像质量进行渲染，并且降低其周围的图像质量，则存在即使在大屏幕上也可以在不降低帧速率的情况下执行处理的优点。在广播和电影中快速制作大屏幕图像的时代，使用RTX技术将是一个巨大的优势。

例VRS可编程着色器的使用示例。通过逐渐降低不同区域的精度，同时提高凝视集中区域的绘图精度，实现更高效的实时渲染




例VRS可编程着色器的使用示例。通过逐渐降低不同区域的精度，同时提高凝视集中区域的绘图精度，实现更高效的实时渲染

对于即将到来的2019年，Arnold，V-Ray，Redshift，Adobe Dimension等也计划支持RTX技术。我们将继续专注于RTX技术的进一步发展。

Quadro RTX系列阵容

今年夏天首次亮相时，Quadro RTX系列发布了5000,6000和8000三种类型。前几天新增了RTX 4000。RTX 8000和6000具有相同数量的TENSOR核心= 4608和CUDA核心= 576，并且RT核心具有相同的性能，但前者具有两倍的内存（48 GB）。Quadro RTX硬件的优势不仅在于其处理速度，而且还能够在一块板上为四个显示器显示4K / 120Hz。采用Mosaic多显示技术不会出现屏幕偏移，Quadro Sync板可以同步每个显示器。

“Quadro RTX 4000”于2018年11月14日发布，估计市场价格约为900美元

<Quadro RTX系列>

Quadro RTX系列产品系列，通过插入两个带NVLink的RTX 8000，可以将视频内存扩展到96GB

尝试使用SOLIDWORKS Vizualize Professional进行Quadro RTX渲染


渲染

然后，让我们实际验证RTX技术是否可以在CG制作中获得显着的好处。许多DCC / Design Viz工具已经公布，但预计测试版只能在明年春天之后展示其价值，确认Quadro RTX与SOLIDWORKS Vizualize Professional的运行正如我所做的那样，我测量了基准。SOLIDWORKS Vizualize（以前的Bunkspeed）Professional是由DassaultSystèmes开发的3D CAD工具集的高端版本，是一个可视化工具，可以导入和渲染OBC，FBX和Maya等3DCG数据，以及CAD数据。它还与NVIDIA Iray技术本地集成，因此很容易看出RTX如何响应。用于此基准测试的3D模型使用SOLIDWORKS Vizualize Professional附带的990,977多边形汽车模型。硬件是一系列验证，NVIDIA Quadro RTX 6000安装在我所属的肉汤中的验证PC“DELL Precision T7600”（Xeon E5-2690 x 2，RAM 128GB，Windows 10）上。为渲染分辨率分配FHD的预设，高质量，渲染路径= 1000。首先，当我进行CPU渲染时，花了超过21分钟<A>。

CPU渲染的CPUResult（21分28秒）

接下来，我将渲染器设置切换到GPU并再次渲染，只花了1分37秒。比CPU渲染快约13倍。在视觉图像质量方面与CPU没有区别<B>。

GPU渲染的Quadro RTX 6000 GPU结果。以1分37秒的令人难以置信的速度，获得与CPU渲染几乎相同的结果

接下来，我更换了Quadro K5000上的显卡，并在同一场景中进行了测量，结果为15分47秒。发现RTX6000实现了大约10倍的加速。此外，当它开启了AI降噪器，这是RTX技术的优点并且将渲染通道降低到200（上面提到的1/5的图像质量），当它计算时，它在仅仅20秒内完成<C>。在这种情况下，处理速度比CPU快64倍。尽管在静止图像中可以看到一些噪声，但它可能不是视频应用不麻烦的范围。此外，还可以在预览中打开降噪器的同时实时更改材料。当我将体色更改为蓝色进行试验时，重新渲染在35秒内完成。Quadro RTX在渲染大型4K场景时应该表现良好。

打开降噪器并将渲染路径切换为1/5，渲染仅在20秒内完成。它比CPU渲染快约64倍，但它非常适合正在进行的测试渲染




此外，预览显示可以在实时去噪的同时确认纹理

关键是“MDL”和“AxF” - 使用RTX技术实现的一种多用途

在CG制作中，通过多次使用的动画以及静止画像，VR以及游戏的寄售可以进行新的事业开发。为此，需要基于共享数据的工作流程。看看NVIDIA发布的RTX技术的逻辑层（上图），它有顶级的呈现器和工具供应商的名称，如Arnold，但你应该注意下面一层的“MDL和USD”我想。材料定义语言（MDL）是NVIDIA推荐的共享材料定义语言，并集成到RTX技术中。它的特点是免费提供。UE4（4.21），Substance Designer（以下简称SD）和V-Ray Next可以导入MDL，应该有更多的DCC工具可以支持。Allegorithmic的“SubstanceSource”材料库发布MDL文件，可以导入SD。从文件导出的纹理将分配给Maya的Arnold着色器，渲染的示例为<A>。如果将来可以对MDL材料进行库化，则无论DCC工具和渲染器如何，都可以实现单源多用途。

使用Substance Source材料库中发布的MDL文件在Substance Designer中创建纹理




将其加载到Maya并将其转换为Arnold着色器并渲染它的示例

然而，在可视化时直到现在，在从参考图像设置颜色和纹理的过程中可能已经有许多步骤。所以在Broth中，我想提出一个结合了AxF格式和MD的工作流程<B>。AxF（外观交换格式）是使用X-Rite材料扫描仪通过各种方向的光扫描真实材料而创建的格式，并且在有限的环境中具有“正确反射”信息。是的。如果可以从制造商处接收构成任意产品的材料的AxF数据，则可以很容易地在所有步骤中设置生产上游采用的材料。同样，UE4和SD与AxF文件导入兼容，根据一种理论，将AxF转换为MDL的工具也即将推出。

X-Rite开发并提供的TAC TAC（总体外观捕获）生态系统。基础是AxF文件格式

<C>是肉汤正在尝试的工作流程。它旨在通过预渲染和实时渲染获得相同的纹理。2019年，基于NVIDIA的RTX技术，可以肯定的是，在创建以4K，8K和HDR视频为代表的丰富内容制作环境方面将取得重大进展。

▲基于Bros尝试的MDL和AxF的材料共享工作流程。需要注意的是，由于MDL和AxF都有格式版本，因此必须确认导入工具是否与该版本正确兼容，并且必须事先进行调查和验证

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