SIGGRAPH 2023 | 通过 NVIDIA OptiX 8 实现灵活且强大的光线追踪功能

实现逼真的视觉效果一直是计算机图形领域人士所追求的目标。NVIDIA OptiX 是一款强大且灵活的光线追踪技术框架，能让用户充分挖掘光线追踪的潜力。NVIDIA OptiX 是一款基于 CUDA 并行编程模型的 GPU 加速光线追踪 API，能够提供实现光线追踪所需的全部工具，助力在 NVIDIA 图形处理器上高效地定义和执行复杂的光线追踪算法。配合 OpenGL 或 DirectX 等图形 API，NVIDIA OptiX 可帮助用户创建渲染器，实现更快、更具成本效益的产品开发周期。

NVIDIA OptiX 广泛应用于如产品设计、可视化等各种媒体和娱乐垂直领域。设计人员可通过它渲染出高质量的产品图像和动画，提升可视化设计与迭代效率。它可以准确模拟出真实的照明和材质，呈现更加逼真的最终产品。

图 1. 人物建模图像：在 Maya 和 Mudbox 中建模和贴图，未使用扫描，使用 Chaos V-Ray 进行渲染。

图 1 是艺术家 Ian Spriggs 渲染的 3D 人物。该工作流使用了两块 NVIDIA RTX 6000 显卡进行 NVIDIA RTX 渲染。

NVIDIA OptiX 还被应用于高度要求精确逼真的渲染效果的电影和动画行业。它使艺术家能够打造出震撼人心的视觉效果、模拟复杂的照明场景并实现电影级逼真效果。

该版本新增了对着色器执行重排序（SER）的支持。SER 是一项性能优化功能，可重新排列光线追踪工作负载执行顺序，以提高线程和内存一致性。它通过对光线进行排序，确保它们在执行时更加连贯，从而最大程度地减少差异。该优化功能有助于减少渲染工作负载执行效果与数据差异。以下是 NVIDIA OptiX 的一些主要优点和功能。

视频 1. Chaos Group 使用 NVIDIA OptiX 改进由 GPU 驱动的制作渲染

主要优点

NVIDIA OptiX 的主要优点有：

• 可编程着色：通过提供可编程流程使用户能够创建高度自定义的着色算法。这项灵活的功能实现了包括全局照明、阴影、反射和折射等高级渲染技术。

• 高性能：利用 NVIDIA GPU 的强大算力实现光线追踪性能。通过使用硬件加速，NVIDIA OptiX 可高效处理包含大量几何对象、纹理和光线的复杂场景。

• 光线追踪加速结构：提供内置加速结构，如边界体积层次结构（BVH）和 KD-Tree 等优化光线与物体的交叉计算。这些加速结构可降低光线-物体交叉测试的计算复杂度，进而加快渲染速度。

• 动态场景更新：支持目标、照明或摄像头位置实时变化的交互式应用。

• CUDA 集成：构建于 CUDA 平台之上，可直接访问底层 GPU 硬件。该集成使用户能够充分利用 CUDA 的全部功能，包括底层内存管理、并行计算和访问高级 GPU 功能等。

• 运动模糊：提高性能，尤其是目前 NVIDIA OptiX 独有的硬件加速运动模糊功能。

• 多级实例化：帮助扩展项目（尤其是在处理大型场景时）。

• NVIDIA OptiX 降噪器：支持多种降噪模式，包括 HDR、时间、AOV 和升频。

• NVIDIA OptiX 基元：提供多种支持的基元类型，如三角形、曲线和球体等。最近还添加了不透明度微贴图（OMM）和位移微贴图 （DMM），提高了场景的灵活性和复杂性。

主要功能和特点

以下是 NVIDIA OptiX 的一些主要功能和特点：

• 着色器执行重排序（SER）

• 可编程的 GPU 加速光线追踪流程

• 使用 C++ 的单光线着色器编程模型

• 为当前和未来的 NVIDIA GPU 架构而进行优化

• 可跨多个 GPU 透明扩展

• 在处理大型场景时通过 NVLink 自动合并 GPU 显存

• 利用 NVIDIA Tensor Core 实现 AI 加速渲染

• 利用 NVIDIA RT Core 实现光线追踪加速

• 免费用于商业用途

• Arm 支持

NVIDIA OptiX 可加速光线追踪，为您提供创建视觉效果惊艳的图形和模拟功能所需要的强大框架，并凭借可编程着色、高性能以及动态场景更新而成为各行各业（尤其是电影制作行业）的通用工具。通过 NVIDIA OptiX，您可以挖掘出光线追踪的全部潜能并提供引人入胜的沉浸式体验。

了解更多

进一步了解 NVIDIA OptiX 或下载并开始使用 NVIDIA OptiX（https://developer.nvidia.com/designworks/optix/download）。NVIDIA OptiX 可在任何应用中免费使用，包括商业和教育应用。目前仅对 NVIDIA 开发者计划成员开放下载。

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原文标题：SIGGRAPH 2023 | 通过 NVIDIA OptiX 8 实现灵活且强大的光线追踪功能

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