Nvidia улучшила ReSTIR: трассировка путей стала в 2–3 раза быстрее и чище

Исследователи из Nvidia опубликовали новую статью под названием «Улучшенная технология ReSTIR PT: алгоритмические улучшения для более быстрой и надёжной трассировки путей ReSTIR». По их словам, обновлённый метод позволяет ускорить трассировку путей ReSTIR в 2–3 раза, а также снизить визуальные и числовые погрешности.

Nvidia демонстрирует более простой и дешёвый способ реализации того же метода трассировки путей для освещения, о котором рассказывается во многих других статьях компании о рендеринге в реальном времени. Nvidia заявляет, что новая версия ReSTIR ближе к готовому к использованию продукту. Правда, обычно это означает, что алгоритм становится более практичным для движков и инструментов, а не то, что он готов появиться в играх буквально уже завтра.

В статье Nvidia 2022 года, посвящённой технологии ReSTIR PT, было показано, что сэмплы трассировки путей можно использовать повторно для разных пикселей и кадров, что позволяет рендереру учитывать многократные отражения рассеянного и зеркального света, затеняя при этом только один луч на пиксель. Это уже стало большим шагом вперёд в области трассировки путей в реальном времени.

Новая версия технологии — это не столько новое изобретение, сколько попытка сделать технологию менее ресурсозатратной, менее уязвимой и менее шумной на практике. Согласно аннотации Nvidia, новые изменения вдвое сокращают затраты на повторное использование пространственных данных за счёт взаимного выбора соседей, улучшают повторное использование лучей с помощью новых критериев переподключения на основе «отпечатков», а также снижают пространственно-временную корреляцию с помощью карт дублирования. Кроме того, в статье говорится, что прямое и глобальное освещение объединяются в одни и те же резервуары и что метод использует существующие технологии для снижения цветового шума и шума, возникающего при недостаточной освещённости.

Новая технология призвана сократить время, затрачиваемое на повторное использование данных, уменьшить количество ошибочных решений при повторном использовании данных и улучшить работу алгоритма при движении объектов в сцене или изменении видимости. Это позволит уменьшить мерцание, снизить уровень шума и сделать трассировку путей менее уязвимой при движении объектов. Всё это можно увидеть на видео здесь.

Трассировка путей в реальном времени по-прежнему требует больших вычислительных ресурсов. Современные графические процессоры часто используют шумоподавление, реконструкцию и апскейлинг, чтобы сделать эту технологию пригодной для использования. Другими словами, чтобы сделать эту технологию полезной для современной графики в реальном времени, приходится прибегать к различным ухищрениям.