Apa itu Ray Tracing?
Dalam aspek grafik komputer, Ray Tracing adalah teknik rendering yang mensimulasikan karakteristik fisik cahaya yang menghadirkan pencahayaan, bayangan, dan efek realistis ke dalam game. Ini meniru bagaimana sinar cahaya memantul objek dari set point, menggambarkan pantulan cahaya dari setiap permukaan. Seluruh proses, pada gilirannya, meningkatkan kualitas gambar yang memberi pemirsa pengalaman yang lebih mendalam. Teknik ini telah lama digunakan dalam film 3D dan akhirnya ditemukan dalam permainan komputer tingkat tinggi yang menyediakan efek visual berkualitas sinematik. Ray Tracing telah menjadi pengubah permainan di dunia game dan merupakan teknik rendering yang lebih disukai daripada rasterisasi, yang memiliki keterbatasan dalam merender warna objek yang sebenarnya.
Ray Tracing di GPU Nvidia
Sebagai produsen kartu grafis terkemuka, Nvidia selalu berani bereksperimen dengan cara-cara baru untuk meningkatkan kualitas visual produknya. Mulai September 2018, Nvidia telah merilis kartu grafis dengan fitur Ray Tracing. Arsitektur Turing Nvidia adalah desain GPU pertama dengan perangkat keras khusus, atau inti RT, untuk pemrosesan Ray Tracing real-time.
Apa itu RT Core?
Ray Tracing biasanya dicadangkan untuk aplikasi non-real-time karena waktu komputasi yang diperlukan untuk memproses operasi ray tracing jauh lebih lama daripada efek visual lainnya. Nvidia membuat terobosan dengan mengintegrasikan perangkat keras dalam desain arsitektur mereka dengan tujuan tunggal komputasi ray tracing real-time. Perangkat keras tambahan ini, yang dikenal sebagai RT Cores, telah diresmikan di kartu grafis RTX berbasis Turing Nvidia. Ini juga merupakan kartu grafis konsumen pertama di dunia dengan dukungan ray tracing di tingkat perangkat keras
RT-core menghitung warna piksel saat sinar cahaya bergerak dari satu titik ke titik lainnya. Prosesnya menjadi lebih kompleks ketika ada banyak sumber cahaya. Selain itu, beberapa proses yang terlibat dalam ray tracing seperti Ray Casting, Path Tracing, BVH (Bounding Volume Hierarchy) dan Denoising Filtering menjadikannya teknik komputasi intensif. BVH adalah bagian perhitungan ray-tracing yang paling memakan waktu, dan RT-Cores mempercepat traversal BVH untuk ray tracing real-time. Selain RT-Cores, ada perangkat keras lain di GPU Nvidia yang berperan dalam menyediakan pelacakan sinar waktu nyata. Tensor Cores, yang dirancang untuk akselerasi kecerdasan buatan, juga membantu denoising real-time dan mempercepat ray casting.
Kartu Grafis Nvidia dengan Dukungan Ray Tracing
Kartu Nvidia dengan RT Cores adalah lompatan besar bagi produsen kartu grafis terkenal di dunia. Namun, ini berbasis perangkat keras, dan rilis kartu grafis sebelumnya tidak memiliki fitur seperti itu. Karena ray tracing memiliki daya tarik yang besar bagi konsumen, Nvidia juga menyediakan fitur tersebut untuk kartu grafis lama. Karena arsitektur lama tidak menyertakan RT Cores dalam desainnya, Nvidia memungkinkan rendering ray tracing melalui driver yang siap untuk game.
Kartu Grafis Nvidia dengan Pelacakan Ray Tingkat Perangkat Keras
RT-Cores generasi pertama ditampilkan dalam seri RTX 20 Nvidia. RTX 2080 adalah yang pertama dalam seri RTX 20 yang memamerkan arsitektur Turing. Kemudian diikuti oleh RTX 2080 Ti, RTX 2070, dan RTX 2060. Titan RTX juga masuk dalam jajaran.
Pada September 2020, Nvidia memperkenalkan penerus Turing, Ampere, yang menampilkan RT-core generasi kedua. Ampere mengantongi peningkatan besar dalam laju RT-Core dan Tensor Cores yang meningkatkan laju RT-Core menjadi 58 RT-TFLOPS, 1,7x lebih tinggi daripada Turing, memberikan rendering ray tracing yang jauh lebih cepat dan meningkatkan kualitas gambar. Demikian juga, Ampere memiliki lebih dari dua kali tingkat Tensor Cores dari Turing dengan 238 Tensor-TFLOPS. Ampere adalah inti dari GPU generasi kedua RTX; seri RTX 30 mencakup RTX 3090 kelas Titan, RTX 3080, RTX 3070, dan RTX 3060 yang paling baru dirilis.
Kartu Grafis Nvidia dengan Pelacakan Ray Tingkat Perangkat Lunak
Nvidia membuat terobosan lain dengan mengaktifkan ray tracing di kartu grafis tertentu tanpa RT Cores khusus. Ini adalah kabar baik bagi para gamer yang menggunakan model lama yang belum mempertimbangkan untuk memutakhirkan kartu grafis tetapi ingin merasakan manfaat visual dari teknik ray-tracing. GeForce GTX 1060 6GB dan kartu grafis yang lebih tinggi kini dapat menikmati kemampuan ray tracing melalui DirectX Raytracing (DXR). Di bawah ini adalah daftar kartu Nvidia yang mampu ray tracing melalui DXR:
- GeForce GTX 1660 Ti
- GeForce GTX 1660
- Nvidia Titan Xp (2017)
- Nvidia Titan X (2016)
- GeForce GTX 1080 Ti
- GeForce GTX 1080
- GeForce GTX 1070 Ti
- GeForce GTX 1070
- GeForce GTX 1060 6GB
Karena kurangnya perangkat keras khusus untuk penelusuran sinar, kartu GTX hanya dapat menawarkan efek penelusuran sinar dasar. Core shader menangani perhitungan ray-tracing, dan beban kerja tambahan untuk shader core ini akan mempengaruhi kinerja GPU. Namun demikian, dengan kemampuan ray-tracing, gamer dapat merasakan pengalaman visual yang lebih menarik.
Masa Depan Ray Tracing di Nvidia
Performa Ampere sudah lebih dari memuaskan setelah menggandakan kecepatan pemrosesan Turing. Namun, meski masih segar dari oven, sudah ada rumor tentang penerusnya, Lovelace. Kami dapat mengharapkan perkembangan baru dalam perhitungan ray-tracing dalam arsitektur GPU baru ini. Demikian juga, generasi baru kartu grafis RTX diharapkan sudah dalam pengerjaan. Masa depan ray tracing terlihat cerah karena Nvidia terus mengembangkan arsitektur GPU yang akan memuaskan rasa lapar konsumen akan pengalaman bermain game yang lebih baik.