采用NVIDIA技术基于物理的演示Demo“Marbles at Night”呈现了动态光线追踪、路径追踪和超过1亿个多边形的全动态实时渲染。

光线反射效果从未如此赏心悦目。

艺术家们借助NVIDIA RTX GPU将实时图形效果提升至全新水平，通过表面渲染和光线反射创造出惊人的照片级逼真细节。

在今年3月举行的GTC大会上，NVIDIA首次展示了在单一NVIDIA RTX 8000 GPU上创作的Marbles RTX技术演示demo。该视频展示了如何在实时光线追踪的世界对复杂物理场景进行仿真模拟。

今年9月，NVIDIA创始人兼首席执行官黄仁勋为大家展示了更具挑战的NVIDIA Marbles RTX项目：将同样场景放在夜晚以展示数百条动态且生动的光线效果。

Marbles at Night是一个基于物理的演示demo，通过动态光线追踪和超过1亿个多边形渲染而成。借助NVIDIA Omniverse平台，Marbles at Night完美复刻了夜晚场景下不同来源的数百条光线，以及它们通过大理石实时反射出的不同光线效果。

Marbles at Night不仅演示了用于内容创作的最新技术，也展示了创意专业人士如何实现无缝协作，并通过惊人光线、精确反射和带有路径追踪的实时光线追踪进行仿真模拟设计。

突破创意边界

NVIDIA艺术家团队在NVIDIA Omniverse上协作完成了这一项目。NVIDIA Omniverse是基于NVIDIA RTX GPU和皮克斯USD (Universal SceneDescription) 的3D仿真模拟和协作平台。

通过Omniverse进行协作，艺术家们能够上传、储存和访问云中的所有资源，轻松实现跨团队资料分享。他们能够同时发送链接、打开文档，甚至直接对内容进行修改。

Marbles at Night每一帧画面都是从零开始手动制作、建模以及创建纹理。Marbles RTX的创意总监Gavriil Klimov购买了200多件美术用品，并为每一件拍摄了照片作为创作参考，用来捕捉从颜料飞溅到磨损的实际细节效果。艺术家完全通过Substance Painter进行纹理化处理，该过程能让艺术家将细节从一个模型复刻到另一个模型。

借助Omniverse，艺术家们借助RTX渲染器和各种创意应用程序手动创作Marbles项目中的所有内容，包括3ds Max、Maya、Cinema 4D、ZBrush和Blender。Omniverse仿真模拟平台让创意团队能够实时查看最高质量的创作内容，从而缩短创作周期实现更多迭代。

Marbles项目团队大概有12个人在不同地点远程协作，比如加利福尼亚、纽约、澳大利亚和俄罗斯等。借助Omniverse Nucleus，尽管分散在世界各地，艺术家们也能同时在场景中进行协作。无论在本地还是云端运行，该模块都能让团队在不同地点进行实时协作。

通过协作的工作流程，同时将项目素材储存在云端，能够让每个人轻松访问文件并实时编辑。

借助NVIDIA Omniverse完成的最终技术演示Demo累积了超过500GB的纹理数据、超过100个唯一物体、超过5000个网格和大约1亿个多边形。

项目背后的技术研究

NVIDIA Research最近发表了一篇关于基于储层的时空重要性采样(ReSTIR)技术的论文，该技术详细介绍了如何通过数百万区域光线实时渲染动态直接照明和阴影。受该技术的启发，由杰出工程师Ignacio Llamas领导的NVIDIA渲染团队在Marbles演示demo中通过一种算法让Klimov和其团队能够不受照明限制放置他们想要的光线数量。

Klimov表示：“之前我们无法使用超过10束光线，现在借助Omniverse我们想用多少都可以。这就是它的神奇之处，你能自己定义创意的极限。”

过去，艺术家和开发者们使用烘焙的方法来复刻复杂照明。NVIDIA Research与达特茅斯学院（Dartmouth College）的视觉计算实验室（Visual Computing Lab）合作发表的一篇论文深入探讨了艺术家们如何利用NVIDIA技术借助百万移动光线实现直接照明。

论文中阐释的方法不需要复杂的光结构和烘焙，甚至不需要全局场景参数化。借助由NVIDIA RTX和NVIDIA RT Core加速的DirectX Ray Tracing光线追踪，所有灯光都可以投射阴影，所有物体都可以任意移动，还可以动态添加新的光源。