LAVINA计划 – 光迹追踪渲染加速至实时运算

了解 Lavina 计划如何为 Chaos 解决方案实现射线追踪的简便性与准确性。

SIGGRAPH 会议的宗旨是共享最新的计算器图形学，我们通过推出 Lavina 计划延续这种精神：Lavina 是 Chaos 光线追踪系列的全新实时产品，我们相信这将改变大家的互动 3D 体验。 开发 Lavina* 的目标在于利用 NVIDIA Turing GPU 世代的光线跟踪核心，称为“RT Core”，结合这两者将带来了创意大爆发。

*“Lavina” 在保加利亚语中可直译为“雪崩, avalanche”。

十年前，我们在 SIGGRAPH 2008 上首次推出了采用 GPU 加速的产品 – 这项技术已经从快速预览渲染器（V-Ray RT）演变为快速，全功能的生产级别的渲染器，广为艺术家和设计师使用：V-Ray GPU。通过这种演变，我们知道单个渲染器无法提供所有功能 – 必须在功能速度与质量之间找到平衡。Lavina 计划将通过专注于实时性来解决这一难题，使 V-Ray GPU 能够更加专注于快速生产渲染，同时具有高度的互动性。

有几个重点开发领域，我们将设计 Lavina 成为 Chaos Group 产品生态系统中的部分，该生态系统利用了我们所有已建立的整合系统和工作流程。与光栅图形(raster graphics)不同，纯光线跟踪可以提供一致的质量提升，因此场景的最终外观和额外多做一些操作以达到实时体验之间没有明显差异。使用 Lavina，您的原始数据将很快成为实时数据，并且您当前的渲染工作流程将自动能够利用这项技术 – 只要把 Lavina 添加到您现有的 Chaos 渲染解决方案中。

以上就是 Lavina 计划的目标，Lavina 将成为您现有工作流程中的一个增值服务。在 SIGGRAPH 2018，我们的展示了在内部测试的独立应用程序框架，运行 Lavina 的效果。这项技术非常新：去年春天，我们是第一批获得 Microsoft 从 DXR 扩展到 DirectX 的公司之一，现在我们是第一批有权限存取 NVIDIA 最新硬件的公司之一。 我们在 SIGGRAPH 展示的这些初期成果。但这初始测试已经非常令人印象深刻了 – 请看：

此视频是使用从 3ds Max 和 Maya 导出的标准 vrscenes 格式，抓出的几个展示画面。我们在联想计算器的 ThinkStation P920 工作站上运行 Lavina 计划，这个工作站的 GPU 是使用 Quadro RTX 6000 的显示适配器。所有您看到的内容都是纯粹的光线跟踪，并以高分辨率的实时帧速率运行。材质和照明是来自 vrscene 的直接转换，我们启用了反弹一次的全局照明。您可以看到光线跟踪器的速度非常快！但同样令人印象深刻的是场景大小，相当庞大！

光线追踪的一个显着优点是，与点阵化图形不同，场景变大时其速度受到的影响微乎其微。画面中的每棵树都有 2 到 4 百万个三角形，有超过 20 种不同的树木，与地形加在一起总共大约 1 亿个独特的三角形。森林有超过 80,000 个实例物体(instances)，使渲染场景超过 300 亿个三角形。所有这一切都没有任何剔除或交换(culling or swapping)，或多层次细节(LOD) – 这表示，不论何时，所有几何体都在场景中。Lavina 最终将能够处理更多的几何体，因为 Lavina 还可以通过运行“核心外, out of core”和使用系统的内存，使其能维持大部分的处理速度。

有疑问吗？以下是我们现在可以告诉您的内容：

Lavina 的基础是什么？

Lavina 计划完全在 DXR 架构上编写，这允许 Lavina 在多个供货商的 GPU 上运行，同时利用即将推出的 NVIDIA “RTX” 等级的 Turing GPU中的RT Core。你会注意到，画面中没有噪点或“收敛, convergence”，这要归功于用 HLSL 编写的新的，实时 Chaos 降噪器，它也可以在几乎任何 GPU 上运行。有了这个，我们的目标是最终提供速度够快的，高分辨率的无噪点光线追踪的 Lavina，能应用于 VR 头盔(VR headset)。

那么，Lavina 的速度有多快？

Lavina 已经在 NVIDIA 的 Turing GPU 上看到了 RT Core 的巨大效能提升。要比较有点麻烦，因为我们每个产品都已使用 GPU。经过调查，我们相信性能已经超过了新一代 GPU 已经提供给我们的性能 – 这相当于在硬件发展方面提升了好几年。有一件事是肯定的：摩尔定律的性能曲线现在突然增加了一个垂直阶梯，Chaos Group 正在搭顺风车！

什么时候上市？

我们最常听到的问题是：Lavina 计划何时上市？我们还没有答案，因为我们还不确定 Lavina 何时可以投入生产 – 正如您所知，Chaso Group 的质量标准总是设置得非常高。我们打算让每个平台上的 Chaos 渲染器都可以使用 – 无论是 V-Ray 还是 Corona。请拭目以待。

那 V-Ray GPU 怎么办？

我们从 Lavina 计划的研究结果已经应用于 V-Ray GPU，V-Ray GPU 也已在 V-Ray days 会场上展示。大家已经注意到IPR在场景中的互动速度变得很快。 V-Ray GPU 也将获得 Lavina 开创的核心外(out-of-core)技术，因此具有最小内存限制的超快速生产渲染也将会推出。

请记住：您前面看到的只是我们研究这全新尖端硬件的初步结果。我们认为 Lavina 会改变整个游戏规则，当接近发布并能够测试已发布的硬件和驱动程序时，我们将更新我们的博客。我们所知道的是，光线追踪的未来超乎预期 – 我们迫不及待地想与你分享。

如果你有参加 SIGGRAPH 2018，你可以参加 Vlado 的 Lavina 展示演讲：

– 8月14日星期二，NVIDIA 专家座谈，220室，下午4:30
– 8月15日星期三，V-Ray Days，东楼，8号会议室，下午2:00