Microsoft výrazne vylepšuje DirectX Raytracing, získa vyššie FPS a dramaticky nižšie nároky na VRAM

Microsoft pripravil jednu z najväčších zmien DirectX Raytracingu od jeho predstavenia v roku 2018. Nová verzia DXR má výrazne zrýchliť spracovanie ray tracingu, znížiť nároky na grafickú pamäť a zároveň umožniť vývojárom používať detailnejšie modely bez potreby úplne nového hardvéru.

Za vylepšeniami stoja dve nové technológie, Clustered Geometry a Partitioned Top-Level Acceleration Structures, skrátene PTLAS. Obe sa sústreďujú na efektívnejšie spracovanie akceleračných štruktúr, ktoré grafické karty používajú pri výpočtoch ray tracingu.

Clustered Geometry rozdeľuje objekty na menšie časti

Clustered Geometry rozdeľuje komplexné 3D modely na menšie bloky, ktoré sa dajú opakovane používať a samostatne aktualizovať. Namiesto toho, aby sa pri zmene objektu musela znovu spracovať celá jeho geometria, systém upraví iba tie časti, ktoré sa skutočne zmenili.

Princíp je podobný technológii Nvidia RTX Mega Geometry, ktorú už Nvidia využíva vo svojom ekosystéme. Riešenie Microsoftu je však navrhnuté ako univerzálna súčasť DirectX a nie je viazané na jediného výrobcu grafických kariet.

Vývojári vďaka tomu môžu pri výpočtoch odrazov alebo tieňov používať detailnejšie modely namiesto zjednodušenej geometrie, čo môže zlepšiť výslednú kvalitu obrazu.

PTLAS zrýchľuje aktualizáciu celého herného sveta

Podobný princíp používa aj PTLAS, tentoraz však na úrovni celej scény. Herný svet sa rozdelí na jednotlivé oblasti a pri zmene jednej z nich nie je potrebné prepočítavať všetko ostatné.

Ak sa napríklad pohne postava alebo sa zmení objekt v určitej časti scény, aktualizujú sa iba príslušné akceleračné štruktúry. Zvyšok sveta môže zostať bez zmien, čím sa šetrí čas procesora aj grafickej karty.

Test ukázal extrémny nárast výkonu

Microsoft demonštroval nové technológie na grafickej karte Radeon RX 9070. V špecifickom testovacom scenári boli výsledky veľmi výrazné:

• výkon vzrástol z 1,2 fps na 79 fps, teda približne 66-násobne,
• čas vytvorenia akceleračných štruktúr klesol zo 788 ms na 3,11 ms,
• samotné RT výpočty sa zrýchlili zo 72,6 ms na 9,27 ms,
• spotreba VRAM pre akceleračné štruktúry klesla zo 7,3 GB na 774 MB.

Microsoft však upozorňuje, že ide o testovací scenár vytvorený práve na demonštráciu nových funkcií. V reálnych hrách netreba očakávať 66-násobné zvýšenie výkonu, rozdiely však stále môžu byť výrazné.

Dôležité je najmä dramatické zníženie pamäťových nárokov, ktoré by mohlo pomôcť aj grafickým kartám s menšou kapacitou VRAM.

Nový hardvér nebude nevyhnutný

Clustered Geometry a PTLAS nevyžadujú nové špecializované hardvérové jednotky. Výrobcovia grafických kariet však musia podporu zapracovať do svojich ovládačov.

Nvidia tvrdí, že nové funkcie podporujú všetky GeForce RTX grafiky. AMD zatiaľ uvádza Radeon RX 9000 a Intel podporuje Arc B-Series spolu s vybranými novšími procesormi Core Ultra. Qualcomm pripravuje podporu svojej platformy X2 do polovice roka 2027.

Vývojári pritom nemusia používať obe technológie naraz. Clustered Geometry a PTLAS môžu nasadiť samostatne alebo ich kombinovať podľa potrieb konkrétnej hry.

Novinky sú už dostupné v preview verzii DirectX 12 Agility SDK 1.722 a prvé hry využívajúce tieto možnosti by sa mali začať objavovať v priebehu roka 2027.

Ak sa technológie osvedčia aj v reálnych hrách, môže ísť o jeden z najvýraznejších krokov v optimalizácii ray tracingu za posledné roky. Vývojári by mohli získať viac výkonu, nižšiu spotrebu VRAM a zároveň priestor na detailnejšie ray tracingové efekty.