英偉達用Asteroids展示網(wǎng)格著色技術(shù) 顯著提高圖像質(zhì)量

2018年12月20日，英偉達的Asteroids demo展示了在場景中渲染大量復(fù)雜對象時，英偉達圖靈GPU架構(gòu)中內(nèi)置的網(wǎng)格著色技術(shù)，將能夠顯著提高性能和圖像質(zhì)量。以下視頻介紹了Asteroids demo中的網(wǎng)格著色器功能，一起來看看吧。

視頻欣賞：

圖靈帶來了基于任務(wù)和網(wǎng)格著色器的新型可編程幾何著色管道。這種全新的著色器類型將計算編程模型的優(yōu)勢帶到了圖形管道。并非是在固定功能管道中處理每個線程的頂點，新管道主要是利用應(yīng)用程序定義的規(guī)則，并通過協(xié)作線程組來在芯片上生成緊湊網(wǎng)格(meshlets)。這種方法極大地提高了幾何處理管理的可編程性，實現(xiàn)了高級剔除技術(shù)，LOD(Level-of-detail)，甚至是完全程序化的拓撲生成。

通過將對象列表處理的關(guān)鍵性能瓶頸從CPU轉(zhuǎn)到高度并行的GPU網(wǎng)格著色程序，Asteroids可以實現(xiàn)非常高的幀速率。在任何給定時間內(nèi)，從包含數(shù)萬億個潛在可見三角形的極大數(shù)據(jù)集開始，著色器可以有效消除永遠不可見的圖元，并僅著色對顯示像素有貢獻的圖元。

在demo中，每個單獨的小行星模型都由10個LOD組成，最高的level包含多達600萬個三角形，如圖1所示。即便玩家非常靠近小行星，這種幾何細節(jié)都能夠令小行星保持非常細致的外觀。你可以通過切換到線框模式來檢查三角形網(wǎng)格。激活“Visualize LOD level”則會根據(jù)當前的LOD來繪制每個小行星的顏色，并顯示網(wǎng)格著色器是如何在不同的LOD之間實現(xiàn)流暢過渡。最后，你可以關(guān)閉動態(tài)LOD系統(tǒng)，然后可以選擇顯示前7個LOD中的任何一個。

除了動態(tài)LOD，網(wǎng)格著色還允許實現(xiàn)智能剔除系統(tǒng)，這大大提高了渲染效率。demo中的剔除是按層次結(jié)構(gòu)進行。首先，任務(wù)著色器檢查整個小行星的可見性。并確定采用哪一個LOD。然后，網(wǎng)格著色器將測試sub-parts或meshlets。最后，GPU硬件將剔除剩余的三角形。

在圖靈架構(gòu)出現(xiàn)之前，GPU不得不單獨剔除每個三角形，這給GPU和CPU帶來了繁重的工作負載。通過將高效的GPU剔除和LOD技術(shù)結(jié)合在一起，英偉達將繪制的三角形數(shù)量減少了幾個數(shù)量級，僅保留了維持極高圖像保真度所需的數(shù)量。你可以在屏幕下角看到實時繪制的三角形計數(shù)器。網(wǎng)格著色器可以實現(xiàn)非常有效的，僅針對正在渲染內(nèi)容的解決方案。

demo中沒有采用曲面細分，而包括數(shù)百萬個粒子在內(nèi)的所有對象都利用的Mesh Shading(網(wǎng)格著色)。英偉達建議你使用游戲手柄來控制camera，以及太空飛船的移動。demo同時支持鼠標和鍵盤移動。

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