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Microsoft annonce DirectX Raytracing
Cartes Graphiques
Publié le Mardi 20 Mars 2018 par Guillaume Louel

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Microsoft a profité de l'ouverture de la GDC pour annoncer une nouvelle API, DirectX Raytracing (DXR) . Comme son nom l'indique, il s'agit d'une nouvelle API qui vient s'ajouter aux autres API DirectX pour standardiser l'utilisation de certaines techniques dites de raytracing. Le raytracing tente pour rappel de représenter de manière plus exacte le parcours de la lumière pour proposer des rendus réalistes. L'inconvénient de la technique étant son coût généralement prohibitif, même si des approximations existent.

A l'inverse, le rendu 3D dans les jeux actuel est basé sur la rasterisation, la projection d'une scène 3D en 2D avant d'y appliquer les traitements pour obtenir la couleur des pixels, avec des techniques plus ou moins avancées de gestion de lumière (les premiers jeux 3D se contentant d'imiter les effets de lumière en les dessinant directement dans les textures, tandis qu'aujourd'hui les pixel shaders s'appliquent sur l'image 2D ce qui limite les possibilités même si les développeurs sont extrêmement créatifs). Comme le rappelle le sous titre de l'annonce de Microsoft, "3D Graphics is a lie" (le rendu 3D est un mensonge) !

Avec DXR, Microsoft souhaite donc ajouter un peu de "réalisme" avec une petite dose de raytracing. Dans le détail, il s'agit d'une API complémentaire qui ajoute de nouvelles possibilités pour utiliser le raytracing par dessus les pipelines actuels de rasterisation. En pratique, DXR s'appuie sur une représentation de la géométrie pour lancer des rayons. Par dessus cette représentation, chaque objet ou groupe d'objet pourra définir des "raytracing shaders" et des textures spécifiques à utiliser. Une fois ceci crée, le lancé de rayons est appliqué, l'API définie les cas d'intersection, de non intersection, et de "presque" intersection (near miss), en gérant les cas ou les rayons rebondissent sur plusieurs surfaces (multi bounce).

Techniquement, le lancer de rayon est effectué a partir de la "caméra" dans la variante utilisée par DirectX, et peut se faire pour une sélection de pixels de l'écran ou la totalité (Microsoft prend l'exemple de ne le faire uniquement que pour les objets dont la surface est réfléchissante).


Un exemple de rendu DXR avec le moteur SEED d'EA, Project PICA

D'un point de vue compatibilité avec le matériel existant, Microsoft renvoi simplement vers les constructeurs pour les détails. Certains matériels sur le marché disposeraient déjà d'un support de DXR (on ne sait pas lesquels), et Microsoft semble proposer un mode de rendu alternatif s'appuyant sur Direct Compute pour fonctionner sur tout le matériel existant aujourd'hui (avec un niveau de performances on l'imagine réduit).

AMD nous a indiqué qu'ils collaboraient "étroitement" avec Microsoft "pour les aider à définir, améliorer et prendre en charge l'avenir de DirectX 12 et du ray tracing", un propos qui évite soigneusement de prononcer l'acronyme DXR. AMD dispose déjà d'une API de ce type utilisable sur de multiples plateformes avec Radeon Rays . Interrogé sur la question spécifique de l'accélération matérielle, AMD nous a indiqué qu'ils proposeraient, à un moment non défini, un pilote qui proposera une accélération DXR (au delà du mode "fallback" utilisant Direct Compute et qui lui marche sur tous les GPU, mais probablement en étant peu utilisable). Ce qui sera accéléré, et quelles cartes seront concernées n'est pas encore défini non plus selon le constructeur. On semble sentir une certaine précaution pour ne pas dire frilosité de la part de la société sur sa communication, il nous est difficile de savoir s'il s'agit d'un manque de préparation sur le sujet, d'un désaccord avec Microsoft sur certains choix effectués, ou d'autre chose.

Nvidia de son côté a évoqué son implémentation sous le nom de RTX, cette dernière ne s'appliquera qu'à compter des GPU Volta et ultérieurs (soit uniquement la Titan V dans les GPU "joueurs" actuels de la gamme du constructeur). Nvidia présente la technologie là aussi de manière assez vague, sous entendant que leur implémentation sera utilisable "via" DXR, mettant son API en avant sans que l'on sache si c'est simplement dans un but de démarcation compétitive ou autre chose. Là encore à l'image d'AMD, la communication des deux principaux constructeurs ne va pas exactement dans le même sens que celle de Microsoft (les relations entre Microsoft et les responsables GPU ont toujours été particulières, chacun tentant de tirer la couverture de son côté et de créer un avantage compétitif, que ce soit les constructeurs de GPU l'un face à l'autre, ou Microsoft à proposer une API et des fonctionnalités qui ne soient pas cross-platform).

Du côté des développeurs, Microsoft annonce que les moteurs Frostbite, SEED (plus haut), Unity et Unreal Engine proposeront une forme de support de DXR. Futuremark devrait également proposer un test de ce type pour une version de 3D Mark.



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