Reconstruction de Ray, découvrez la solution pour améliorer le Ray Tracing de PcComponentes

Qu'est-ce que la reconstruction de rayons de NVIDIA

Selon NVIDIA, la reconstruction de rayons est une partie d'un moteur de rendu neuronal qui est propulsé par l'IA pour améliorer la qualité d'image du Ray Tracing en remplaçant les éliminateurs de bruit manuels par un réseau d'intelligence artificielle formé par un superordinateur.

Par conséquent, la marque s'est concentrée sur la qualité et la précision des rayons, mais aussi sur les performances car ils savent que le Ray Tracing consomme beaucoup de ressources. Tellement que DLSS est devenu un élément clé pour le rendre viable.

Bien que RR soit arrivé avec DLSS 3.5, NVIDIA affirme que il est compatible avec toutes les cartes graphiques RTX jusqu'à présent. D'accord, mais, DLSS 3n'était-il pas seulement pour RTX 4000 et au-delà ? Oui, il est possible d'activer DLSS 3.5 dans un jeu avec une RTX 2000 ou 3000, mais nous ne pourrons pas activer la génération de trames.

Rappelez-vous que la génération de trames n'est compatible qu'avec les RTX 4000 en raison de leurs Tensor Cores de 4ème génération, en plus du fait que la génération de trames ou "génération de cadres" doit être choisie dans les paramètres graphiques du jeu. Personnellement, je comprends la confusion car j'ai aussi été surpris en le lisant.

Pour tout comprendre correctement, il faut prendre en compte 2 choses :

• Qu'est-ce que le Ray Tracing, une question que nous avons déjà abordée.
• Comment le GPU effectue le Ray Tracing.

Qu'est-ce que le Ray Tracing ou le traçage de rayons

Le Ray Tracing est une technique de rendu basée sur le traçage de nombreux rayons qui proviennent de différentes sources de lumière, en calculant les rebonds à l'intérieur d'une scène. Le pionnier de cette technologie est NVIDIA, qui l'a lancée en 2018 avec les GeForce RTX 20 (Turing).

Pour cela, NVIDIA explique ce qu'est le Ray Casting et ce que l'on entend par "rayon" du point de vue de l'œil. Évidemment, ils font référence aux rayons de lumière qui se forment et modèlent l'éclairage d'une scène 3D.

Depuis ses débuts, cette technologie consomme beaucoup de ressources car le GPU doit calculer un nombre écrasant de rayons à l'intérieur d'une scène en temps réel. Pour optimiser les FPS, NVIDIA a lancé DLSS comme solution, en s'appuyant sur le Deep Learning pour accélérer les processus de manière intelligente.

En relation avec la reconstruction de rayons, NVIDIA explique étape par étape ce qui se passe dans le jeu lorsque nous activons le Ray Tracing :

1. Le moteur graphique du jeu génère les éléments d'une scène 3D, avec l'attribut physique de chacun et comment la lumière interagit avec chacun.
2. On prend un échantillon de rayons depuis la caméra pour attribuer les propriétés des sources de lumière que nous avons dans la scène pour interpréter comment la lumière réagit lorsqu'elle frappe les objets.
3. Ce processus consomme beaucoup de ressources car on prend beaucoup de simples de rayons depuis plusieurs points de la scène. Cela aide à obtenir un aperçu de l'éclairage, des ombres et des reflets que la scène aura.
4. En conséquence, l'image a du bruit et il faut compléter les pixels qui n'avaient pas de rayons.
5. Pour éliminer ce bruit, on utilise des éliminateurs de bruit ajustés à la main qui utilisent 2 méthodes :
   1. Accumuler des pixels dans différents cadres de manière temporaire.
   2. Les interpoler pour les combiner avec les pixels voisins.
6. Les éliminateurs de bruit doivent être ajustés pour chaque scène car l'éclairage avec Ray Tracing change. Tout devient compliqué et les FPS diminuent.
7. Il faut améliorer la qualité de l'image, donc chaque éliminateur de bruit accumule des pixels de plusieurs cadres pour améliorer les détails.
8. Avec cette technique, il y a un risque de mélanger tant d'informations et de créer un éclairage irrégulier.
9. Le redimensionnement est la dernière étape du Ray Tracing, mais en éliminant le bruit ou en limitant la qualité des effets, nous pouvons rencontrer des problèmes : éliminer les détails.

Comment la reconstruction de rayons résout le problème des éliminateurs de bruit

NVIDIA pointe du doigt les "hand-tuned denoisers" ou éliminateurs de bruit configurés manuellement comme responsables de la perte de qualité dans le RT.

Voyons comment ils ont résolu le problème avec la reconstruction de rayons:

1. DLSS 3.5 reconnaît les différents effets du RT pour décider intelligemment quels données temporelles et spatiales il doit utiliser, en plus de conserver des informations pour améliorer la qualité.
2. La reconstruction de rayons est formée avec des images hors ligne qui nécessitent beaucoup plus de puissance dela que le GPU fournit à ce moment.
3. RR reconnaît les modèles d'éclairage (occlusion ambiante et éclairage global) grâce à cette formation, il les recrée donc pendant que nous jouons.
4. Le résultat est supérieur à l'utilisation des débruiteurs réglés à la main.

Pour le rendre visuel, NVIDIA nous explique cela avec des exemples, et j'ai particulièrement aimé celui de Cyberpunk 2077. Supposons que nous conduisons une voiture la nuit avec les phares allumés, ici le Ray Tracing comprend que les sources de lumière sont les feux arrière et les phares avant.

Il doit donc calculer les rebonds de la lumière sur les objets qu'il rencontre en chemin : asphalte, trottoirs, lampadaires, bâtiments, autres voitures, etc. Les débruiteurs provoquent un éclairage inexact dans les phares, ce qui est résolu avec DLSS 3.5 et Ray Reconstruction.

Nous avons dit que le Ray Tracing est une série de rebonds de rayons de lumière, n'est-ce pas ? Cela affecte également les reflets dans l'eau, par exemple. Il est important de créer des reflets réalistes, car le Ray Tracing nous empêche de générer beaucoup de FPS, à quoi sert alors le sacrifice ?

Donc, nous pouvons voir dans le DLC de Night City de Cyberpunk 2077 que les panneaux de style "Picadilly Circus" reflétés sur le trottoir mouillé sont beaucoup plus lisibles et nets.  

Est-ce que RR améliore les FPS avec Ray Tracing ?

Selon les informations que je gère personnellement, vous pouvez vous attendre à une augmentation de jusqu'à 5 FPS seulement. Nous ne parlons pas d'une technologie conçue pour gagner plus de performances, mais pour obtenir plus de qualité avec le Ray Tracing sans perte de performances.

En fait, les gains possibles peuvent être dus à DLSS 3.5 plus qu'à Ray Reconstruction ; et si nous activons la génération de cadres... éteignez et partez.

Par conséquent, si NVIDIA vous a convaincu avec cette technologie, il vous suffit d'obtenir une GeForce pour voler dans ce domaine, n'oubliez pas qu'elles sont les meilleures en Ray Tracing !