Nvidia ускорила полную трассировку пути в 2 раза с помощью нового метода ReSTIR PT Enhanced

Исследователи Nvidia представили работу, в которой заявили о более чем двукратном приросте производительности для одной из ключевых технологий трассировки путей – ReSTIR. Обновлённую версию авторы назвали ReSTIR PT Enhanced и описали, какие именно улучшения позволили добиться такого ускорения.

Оригинальный ReSTIR расшифровывается как "Reservoir-based spatiotemporal importance resampling" и служит способом сделать трассировку путей более эффективной. Если упростить математику, технология для каждого освещённого пикселя анализирует соседние пиксели и предыдущие кадры, отбирая наиболее полезные световые сэмплы, и затем использует их там, где это уместно.

В сцене с большим количеством источников света и потенциальных траекторий лучей такое сокращение прямых расчётов помогает удерживать частоту кадров и не обрушивать производительность.

Именно полная трассировка пути сильнее всего бьёт даже по топовым видеокартам, и ReSTIR его серьёзно выручает. Пример – Alan Wake 2. Так как честная трассировка пути остаётся крайне требовательной, разработчики чаще прибегают к обходным решениям вроде Lumen для глобального освещения, а не к полноценному трассировке.

Новые оптимизации от команды Nvidia как раз призваны поменять этот расклад. В список улучшений вошли:

• сокращение затрат shift mapping в пространственном переиспользовании вдвое за счёт взаимного выбора соседей

• новые пороги "следа" луча, адаптирующиеся к сцене и материалам

• уменьшение артефактов корреляции через карты дублирования сэмплов

• объединение обработки прямого и непрямого освещения в рамках единого ReSTIR

• дополнительные оптимизации, снижающие цветовой шум и шум при перекрытиях

Тестирование проводилось на видеокарте Nvidia RTX 5880 – это не опечатка, а рабочая станция, по производительности расположившаяся где-то между RTX 4080 Super и RTX 4090. Прогон выполнили на четырёх сценах, и ключевые цифры получились следующими: сами по себе улучшения дают прирост производительности в 2,74 раза, а с учётом дополнительных шагов по улучшению качества (включая подавление шума) обновлённая версия всё равно оказывается в 2,3 раза быстрее оригинального ReSTIR.

Наш улучшенный ReSTIR PT снижает корреляционные артефакты, цветовой шум и шум от раскрытий. Он демонстрирует более высокое качество благодаря новым критериям реконнекта и унификации прямого и непрямого освещения и при этом работает значительно быстрее, обеспечивая ускорение в 2,08–3,05 раза по сравнению с исходным ReSTIR.

В аннотации статьи авторы отмечают, что ReSTIR PT теперь "ближе к готовности к продакшену". Это означает, что массовая, действительно пригодная для игр трассировка пути может оказаться куда ближе, чем казалось ещё недавно.