今年早些时候，Nvidia推出了新的图形处理单元（gpu）系列，新名称为RTX。这是早期GTX系列GPU的升级，但品牌并不是唯一的改变。

Nvidia现在已经为这些GPU配备了执行实时光线跟踪的能力。但是什么是光线跟踪？为什么它如此重要？

光线追踪之前发生了什么？

在讨论图形卡或游戏时，“渲染”一词被大量使用。渲染过程包括将三维对象转换为二维图像，该图像将在屏幕上显示为真实的。游戏是交互式的，当玩家的移动改变屏幕上的视角时，游戏会渲染对象。

这意味着必须有一种方法来确保图形看起来逼真。开发人员已经通过实时渲染实现了这一点，但几十年来，它一直使用相同的技术：光栅化。

光栅化是一项核心技术，它依赖于三角形。它将三维对象视为由三角形组成的多边形的大集合。它从三角形的三个顶点收集各种数据，如位置、颜色、纹理等。

并不是所有这些数据都是需要的，所以它会细化数据。它将屏幕设置为参考帧，然后确定如何显示像素。一旦这样做，有一点处理和图像显示在您的屏幕上。这是一个很大的工作，但是GPU（如何区分GPU、CPU和APU）有足够的能力在几秒钟内完成，并在一秒钟内刷新多次，使运动看起来非常平滑。

光线跟踪与光栅化

在现实世界中，你可以看到光照到物体的结果。现实世界的照明非常复杂，每一束光在到达我们的眼睛之前都会反射和折射多次，使我们看到大量的细节。复制这是一项非常困难的工作，但是有了光线跟踪，这项技术现在比以往任何时候都更接近了。

顾名思义，光线跟踪依赖于跟踪虚拟三维场景中击中物体的每一条光线。光线跟踪将跟踪光线从光源到物体的路径，以及它们经过的每个反射和折射，最后到达屏幕。

如果有多个光源，光线跟踪将考虑所有光源。光线跟踪不像光栅化那样将每个像素视为多边形网格上的一个点，而是将每个像素视为一束光线，这与人眼实际看到事物的方式相当。

为什么光线跟踪现在突然变得相关了？

电影和动画行业已经使用光线跟踪技术渲染场景，使它们看起来尽可能逼真。请注意，这不需要实时光线跟踪；您当前的GPU可能也可以处理光线跟踪。

但是，根据您尝试渲染的场景有多重，仅渲染几秒钟的三维图像可能需要几天时间。在游戏中，gpu必须在移动中渲染场景。这方面的主要要求是硬件能够实时做到这一点。

当然，光线跟踪需要比光栅化需要更多的处理，因此是一项GPU密集型任务。对虚拟场景的每个部分使用光线跟踪是获得最逼真的图片的理想方法。但是，它通常只用于场景的选定部分。GPU通过光栅化处理场景的其余部分。

这就带我们来看看Nvidia最新系列gpu的做法，特别是他们如何使用RTX。

nvidia的rtx gpu是如何工作的？

Nvidia的最新一代GPU，也叫图灵，是一个明显的改进在纸上。Nvidia采用一种新的、更小的12纳米工艺**这些产品。他们还声称，它的威力比上一代高50%，速度是上一代的10倍。然而这些数字并不意味着什么。

重要的是Nvidia是如何改变GPU的基本结构的。

这些新的GPU携带了Nvidia上一代一直使用的通常CUDA内核。此外，它们还配有专门的“张量”核心，用于机器学习，以及“RT”核心，你猜到了，光线跟踪。总之，Nvidia基于一种更智能的新架构来构建这些GPU，并且有专门用于光线跟踪的硬件，这是第一个。

所有这些结合起来使用，以加快光线跟踪，并使其实时工作。

为了有效地利用这种新的硬件，Nvidia提供了一系列的软件。Nvidia OptiX是一个有助于充分利用硬件的光线跟踪功能。它还有一个“人工智能加速去噪器”。现在，如您所知，光线跟踪依赖于使用灯光来确定虚拟图像的外观。

正因为如此，在光照很少或没有光照的地区肯定会有一些噪音。去噪器有助于消除这种情况。Nvidia还致力于向vulkanapi添加对光线跟踪的支持。

英伟达也不是唯一一家这样做的公司。您可能知道Microsoft的DirectX，这是在Windows上运行许多游戏的先决条件（如何安装和升级DirectX）。微软已经宣布了对最新版本的扩展，称为DirectX射线追踪（DXR）。这旨在帮助开发人员引入软件支持，使他们的游戏能够充分利用Nvidia的RTX。

RTX将使用新的硬件电源和光线跟踪功能，以及旧的可靠光栅化和其他相关流程，以提供一个比以往更现实的游戏体验。

光线追踪是下一代图形的答案吗？

嗯，不完全是。光线跟踪以前从未在日常消费场景中使用过。这就是为什么消费者行业需要一段时间来适应这项技术。开发人员已经开始将这种技术集成到他们的游戏中。然而，在撰写本文时，只有少数游戏支持它。

所以，如果你一直在考虑升级GPU，等一会儿，看看技术进步是如何更好的选择。无论如何，光线追踪很可能是游戏的未来。它可能最终通过RTX，或者通过一些其他类似技术在未来某个时候发布。

只有时间能证明一切。同时，看看这个漂亮的电视，游戏显示器，和Nvidia的BFGD显示器之间的差异细分。