英偉達用Asteroids展示網格著色技術 顯著提高圖像質量

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

視頻欣賞：

圖靈帶來了基於任務和網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勢帶到了圖形管道。並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用程序定義的規則，並通過協作線程組來在晶元上生成緊湊網格(meshlets)。這種方法極大地提高了幾何處理管理的可編程性，實現了高級剔除技術，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鍵性能瓶頸從CPU轉到高度並行的GPU網格著色程序，Asteroids可以實現非常高的幀速率。在任何給定時間內，從包含數萬億個潛在可見三角形的極大數據集開始，著色器可以有效消除永遠不可見的圖元，並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，這種幾何細節都能夠令小行星保持非常細緻的外觀。你可以通過切換到線框模式來檢查三角形網格。激活「Visualize LOD level」則會根據當前的LOD來繪製每個小行星的顏色，並顯示網格著色器是如何在不同的LOD之間實現流暢過渡。最後，你可以關閉動態LOD系統，然後可以選擇顯示前7個LOD中的任何一個。

除了動態LOD，網格著色還允許實現智能剔除系統，這大大提高了渲染效率。demo中的剔除是按層次結構進行。首先，任務著色器檢查整個小行星的可見性。並確定採用哪一個LOD。然後，網格著色器將測試sub-parts或meshlets。最後，GPU硬體將剔除剩餘的三角形。

在圖靈架構出現之前，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技術結合在一起，英偉達將繪製的三角形數量減少了幾個數量級，僅保留了維持極高圖像保真度所需的數量。你可以在屏幕下角看到實時繪製的三角形計數器。網格著色器可以實現非常有效的，僅針對正在渲染內容的解決方案。

demo中沒有採用曲面細分，而包括數百萬個粒子在內的所有對象都利用的Mesh Shading(網格著色)。英偉達建議你使用遊戲手柄來控制camera，以及太空飛船的移動。demo同時支持滑鼠和鍵盤移動。

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