O ray tracing é uma daquelas tecnologias impressionantes, mas que também parece levar um tempo considerável para ser aperfeiçoada. Vimos a primeira tentativa real com a série RTX 20, e agora, três gerações depois, ainda dependemos de soluções alternativas para alcançar a iluminação global. Uma técnica para ajudar a tornar a iluminação por ray tracing mais eficiente é o ReSTIR , e agora pesquisadores da Nvidia afirmam ter melhorado seu desempenho em mais de 2 vezes.
A nova pesquisa reivindica uma versão "aprimorada" da(s) técnica(s), chamada ReSTIR PT Enhanced, e explica como essas melhorias são feitas.
Mas primeiro, o próprio ReSTIR original. Aqui está a explicação, conforme apresentada pelos pesquisadores:
" A reamostragem de importância espaço-temporal baseada em reservatório (ReSTIR) aplica passagens GRIS encadeadas entre quadros para melhorar progressivamente a distribuição de amostras, aprimorando significativamente a qualidade da imagem em tempo real. Cada pixel mantém um reservatório, que é essencialmente uma tupla (𝑋,𝑊𝑋, 𝑐) contendo uma amostra, seu peso de contribuição não enviesado e um peso de confiança (originalmente chamado de "contagem efetiva de amostras") usado para ponderar domínios/técnicas ao calcular o MIS de reamostragem. Em uma passagem GRIS, o reservatório do pixel atual fornece a amostra canônica e outros pixels contribuem com amostras vizinhas. O reservatório é então atualizado para a amostra de saída selecionada 𝑌, cujo peso de confiança acumula os de todas as amostras de entrada. "
Hum… é, vou ficar com a versão mais simples. Pelo que entendi, para cada pixel aceso, você verifica os pixels vizinhos e os frames anteriores para descobrir quais amostras de luz valem a pena usar e, em seguida, reutiliza essas amostras sempre que relevante. Em uma cena de jogo com muitas fontes de luz e possíveis trajetórias de luz, reduzir o número de trajetórias que você realmente rastreia é uma boa maneira de manter as coisas eficientes e a sobrecarga de desempenho baixa.
Essa técnica tem sido muito útil para o traçado de raios completo, que exige muito das GPUs potentes, mesmo usando ReSTIR. Um bom exemplo disso é um jogo como Alan Wake 2. Essa é uma das razões pelas quais o traçado de raios propriamente dito é tão raro — geralmente usamos soluções alternativas como o Lumen para obter iluminação global em vez de um traçado de raios completo.
As melhorias tecnológicas propostas por esses pesquisadores da Nvidia devem, esperançosamente, contribuir para mudar essa situação. Elas incluem o seguinte:
- "Reduzindo pela metade os custos de mapeamento por turnos na reutilização espacial por meio da seleção recíproca de vizinhos"
- Novos limiares de pegada de raio que se adaptam à cena e aos materiais.
- Reduzindo artefatos de correlação por meio de mapas de duplicação de amostras
- Melhorando a qualidade e reduzindo custos ao unificar o ReSTIR para luz direta e indireta.
- Outras otimizações que aumentam o desempenho e melhoram a robustez, reduzindo o ruído de cor e de desoclusão."
Resident Evil Requiem com rastreamento de trajetória(Crédito da imagem: Capcom)
Os pesquisadores usaram uma Nvidia RTX 5880 para testar o sistema em quatro cenas diferentes. E isso não é um erro de digitação, mas sim uma placa de vídeo para estações de trabalho com desempenho intermediário entre a RTX 4080 Super e a RTX 4090 .
Ao extrair os aspectos mais importantes dos detalhes dos resultados, todas as melhorias que os pesquisadores fizeram no ReSTIR proporcionam um aumento de desempenho de 2,74 vezes e, mesmo com algumas outras melhorias de qualidade adicionadas (redução de ruído, etc.), ele ainda é 2,3 vezes mais rápido que o ReSTIR original.
Em geral, "nosso ReSTIR PT aprimorado reduz artefatos de correlação, ruído de cor e desoclusão. Ele apresenta melhor qualidade graças aos nossos novos critérios de reconexão... e à unificação da iluminação direta e indireta, além de ser significativamente mais rápido, atingindo uma aceleração de 2,08x a 3,05x em relação ao [ReSTIR original]."
O que, em última análise, significa, como os pesquisadores afirmam no resumo do artigo, que o ReSTIR PT está "mais próximo da versão final". E isso significa que podemos estar muito mais perto de um rastreamento de caminhos realmente utilizável e amplamente aplicado em jogos.
Fonte: pcgamer
