optix是什么意思？哪些顯卡支持optix？(圖文)
自從nvidia的RTX系列顯卡上市后，相信大家對光線追蹤這個詞也很熟悉了，尤其是游戲玩家。而作為專業設計用戶，你可能還聽說了optix這個東西，那么optix到底是什么意思？目前哪些顯卡支持optix呢？
一、optix是什么？
nvidia官方是這樣定義optix的：一個用于在GPU上實現最佳光線跟蹤性能的應用程序框架。它提供了一個簡單，遞歸和靈活的管道來加速射線跟蹤算法。通過可編程的相交，光線生成和陰影，將NVIDIA GPU的功能帶入光線跟蹤應用程序。
從官方的定義來看，估計很多人還是理解不了，一會RTX，一會optix，它們之間到底是什么關系？
其實我們可以把RTX理解為顯卡硬件本身，因為RTX系列的顯卡在內部增加了RT CORE，這個東西就是專門用來負責光線追蹤計算的，所以只有顯卡內部有RT CORE核心的才能稱的上是RTX顯卡。（AMD顯卡暫且不說，因為支持光追的RX6000系列顯卡目前還沒上市）
而optix可以理解為軟件層面的東西。比如你買了一塊RTX顯卡，雖然顯卡硬件本身具備光追的功能，但如果你使用的軟件不支持optix的話，那也就無法命令RT CORE核心來工作。
具體到軟件方面主要體現在游戲和設計兩大類，現在有的游戲支持光追，那就說明這款游戲加入了對optix的支持。還有現在很多3D圖形軟件也加入了對optix的支持，比如blender。
二、哪些顯卡支持optix？
哪些顯卡支持optix？這樣問其實有點怪異，因為前面我們說過，optix屬于軟件層面東西。想要用到optix的話，顯卡是硬件基礎，也就是說只要是帶RTX光追的顯卡都能支持optix，不過還要看你使用的軟件（玩的游戲）是否支持optix。
三、optix有哪些特點
可編程的GPU加速光線跟蹤管道，可輕松根據您的應用需求進行定制
提供全面支持遞歸的單射線編程模型和類似于虛擬函數調用的動態調度機制
極快的射線-物體相交的最新數據結構
通過跨多個GPU透明縮放以及通過NVLink自動組合多個GPU的內存，支持渲染大型場景
OptiX利用最新的GPU架構功能，而無需更改應用程序端
基于AI的降噪器，可改善實時探索中的用戶體驗
靈活性支持任意陰影模型，包括基于物理的MDL材料規范的示例實現
全面的編程指南，參考文檔和示例，可幫助您快速將OptiX集成到應用程序中
NVIDIA RTX技術和Volta GPU功能的直觀界面
擴展知識：
一、光線追蹤與柵格化是什么意思
自1990年代以來，常規3D渲染通常使用稱為柵格化的過程。柵格化使用從三角形或多邊形網格創建的對象表示對象的3D模型。然后，渲染管線將3D模型的每個三角形轉換為2D圖像平面上的像素。這些像素然后可以在屏幕上最終顯示之前被進一步處理或“著色”。盡管柵格化對于實時生成圖像非常有效，但將真實的照明效果添加到柵格化管線會增加復雜性，需要基于給定場景的許多手動調整的參數。保持良好的性能通常需要使用捷徑或估算，這可能會影響整體現實性。光線追蹤代表了實現更高真實感的重要一步。
由Enrico Cerica使用OctaneRender生成的此計算機生成的圖像顯示了復雜地面上的光線跟蹤陰影和反射
光線跟蹤通過模擬光的物理行為來生成高度逼真的圖像。光線跟蹤通過跟蹤光線從觀看者的眼睛穿過虛擬3D場景傳播的路徑來計算像素的顏色。當光線穿過場景時，光線可能會從一個物體反射到另一個物體（引起反射），被物體阻擋（引起陰影）或穿過透明或半透明的物體（模擬半透明或諸如玻璃或水的電介質）。所有這些交互作用共同產生了屏幕上顯示的像素的最終顏色。如圖上圖所示，保真度可以保持不變，并且可以以非常復雜的計算工作量為代價優雅地實現算法。
二、光線追蹤如何工作的？
光線跟蹤直接模擬在虛擬環境中傳播的光線。下圖顯示了環境如何由相機，燈光集，3D幾何模型以及這些模型的材質描述組成。然后追蹤代表光路或光子的光線，以確定相機傳感器在給定方向上看到的光值。追蹤光線通常遵循自然的事件順序：
1、產生的光線代表從環境到照相機的反向光路。
2、光線與場景相交，確定光線撞擊哪個對象（如果有）。
3、材質明暗器或環境明暗器計算照明值沿射線的路徑
4、最后，將得到的照明值寫入幀緩沖區。
簡化的射線追蹤圖
第3步通常是通過生成其他光線以確定物體上某個點的入射光是什么來進行的，從而使光線跟蹤成為自然遞歸算法。
三、GPU上的光線追蹤
創建真正逼真的圖像的能力是為什么光線追蹤被譽為計算機渲染的未來。如今，光線追蹤渲染器在虛擬效果制作和功能動畫中占主導地位。大規模并行GPU的出現現在擴展了可以使用光線跟蹤的域空間。現在，使用GPU進行脫機渲染只需幾分鐘，而使用主流CPU則需要數小時。NVIDIA GPU與NVIDIA最先進的光線跟蹤技術堆棧相結合，現在提供了計算能力和軟件框架，可在消費類工作站上執行有趣的實時光線跟蹤工作負載。
NVIDIA在之前的GTC宣布在新款Quadro®GV100上支持RTX技術。開發人員可以根據他們的需求和開發環境，通過多個API訪問NVIDIA RTX技術，如圖下圖所示。
Microsoft的DirectX光線跟蹤（DXR）API。將光線跟蹤完全集成到DirectX中，DirectX是游戲開發人員使用的行業標準API，使光線跟蹤成為光柵化和計算的替代而不是替代。DXR致力于通過混合光柵射線追蹤技術實現實時用例。
NVIDIA的Vulkan光線跟蹤擴展。即將推出; Vulkan圖形標準的光線跟蹤擴展。跨平臺API中緊密耦合的光線跟蹤和光柵化技術的另一條途徑。
NVIDIA的OptiX API。一個用于在GPU上實現高性能光線跟蹤的應用程序框架。它提供了一個簡單，遞歸和靈活的管道來加速射線跟蹤算法。OptiX SDK包括兩個可以相互獨立利用的主要組件：用于渲染器開發的光線跟蹤引擎和用于在顯示之前進行圖像處理的后處理管道。
這三個API共享一種描述光線跟蹤操作的通用方法，使開發人員可以輕松地跨多個平臺訪問RTX。在渲染軟件和硬件上進行的十年投資已導致高度優化的光線跟蹤解決方案，從而實現了以前無法實現的性能和交互性水平。NVIDIA還對開發工具鏈進行了大量投資，使GPU編程，調試和性能分析比以往更加輕松。
光線跟蹤在概念上很簡單，計算上很復雜
NVIDIA設計了OptiX API，以填補NVIDIA GPU上的簡單概念模型和相對高級的執行模型之間的空白，使開發人員可以專注于其核心光線跟蹤算法，如圖5所示。OptiX的主要觀察結果是，大多數光線跟蹤算法都可以使用少量的可編程操作來實現。OptiX提供了一個用于描述虛擬環境的API和一小組用戶可編程的著色器，以實現射線跟蹤周期的每個階段。
OptiX中的用戶可編程著色器以綠色顯示。遍歷由OptiX內部控制。
OptiX的核心是特定于域的即時編譯器。編譯器通過組合用戶提供的用于射線生成，材質明暗處理，對象交集和場景遍歷的程序來生成自定義的射線跟蹤內核。通過使用緊湊的對象模型和光線跟蹤編譯器優化（可有效映射到新的RTX技術和Volta GPU）來實現高性能。
OptiX支持各種用例，包括交互式渲染，精細或批量渲染，碰撞檢測系統，人工智能查詢以及科學模擬，例如聲音傳播或中子傳輸。OptiX已集成到各種當前可用的商業軟件產品中，并且已經成為近十年來主要的光線跟蹤SDK。
一、optix是什么？
nvidia官方是這樣定義optix的：一個用于在GPU上實現最佳光線跟蹤性能的應用程序框架。它提供了一個簡單，遞歸和靈活的管道來加速射線跟蹤算法。通過可編程的相交，光線生成和陰影，將NVIDIA GPU的功能帶入光線跟蹤應用程序。
從官方的定義來看，估計很多人還是理解不了，一會RTX，一會optix，它們之間到底是什么關系？
其實我們可以把RTX理解為顯卡硬件本身，因為RTX系列的顯卡在內部增加了RT CORE，這個東西就是專門用來負責光線追蹤計算的，所以只有顯卡內部有RT CORE核心的才能稱的上是RTX顯卡。（AMD顯卡暫且不說，因為支持光追的RX6000系列顯卡目前還沒上市）
而optix可以理解為軟件層面的東西。比如你買了一塊RTX顯卡，雖然顯卡硬件本身具備光追的功能，但如果你使用的軟件不支持optix的話，那也就無法命令RT CORE核心來工作。
具體到軟件方面主要體現在游戲和設計兩大類，現在有的游戲支持光追，那就說明這款游戲加入了對optix的支持。還有現在很多3D圖形軟件也加入了對optix的支持，比如blender。
二、哪些顯卡支持optix？
哪些顯卡支持optix？這樣問其實有點怪異，因為前面我們說過，optix屬于軟件層面東西。想要用到optix的話，顯卡是硬件基礎，也就是說只要是帶RTX光追的顯卡都能支持optix，不過還要看你使用的軟件（玩的游戲）是否支持optix。
三、optix有哪些特點
可編程的GPU加速光線跟蹤管道，可輕松根據您的應用需求進行定制
提供全面支持遞歸的單射線編程模型和類似于虛擬函數調用的動態調度機制
極快的射線-物體相交的最新數據結構
通過跨多個GPU透明縮放以及通過NVLink自動組合多個GPU的內存，支持渲染大型場景
OptiX利用最新的GPU架構功能，而無需更改應用程序端
基于AI的降噪器，可改善實時探索中的用戶體驗
靈活性支持任意陰影模型，包括基于物理的MDL材料規范的示例實現
全面的編程指南，參考文檔和示例，可幫助您快速將OptiX集成到應用程序中
NVIDIA RTX技術和Volta GPU功能的直觀界面
擴展知識：
一、光線追蹤與柵格化是什么意思
自1990年代以來，常規3D渲染通常使用稱為柵格化的過程。柵格化使用從三角形或多邊形網格創建的對象表示對象的3D模型。然后，渲染管線將3D模型的每個三角形轉換為2D圖像平面上的像素。這些像素然后可以在屏幕上最終顯示之前被進一步處理或“著色”。盡管柵格化對于實時生成圖像非常有效，但將真實的照明效果添加到柵格化管線會增加復雜性，需要基于給定場景的許多手動調整的參數。保持良好的性能通常需要使用捷徑或估算，這可能會影響整體現實性。光線追蹤代表了實現更高真實感的重要一步。
由Enrico Cerica使用OctaneRender生成的此計算機生成的圖像顯示了復雜地面上的光線跟蹤陰影和反射
光線跟蹤通過模擬光的物理行為來生成高度逼真的圖像。光線跟蹤通過跟蹤光線從觀看者的眼睛穿過虛擬3D場景傳播的路徑來計算像素的顏色。當光線穿過場景時，光線可能會從一個物體反射到另一個物體（引起反射），被物體阻擋（引起陰影）或穿過透明或半透明的物體（模擬半透明或諸如玻璃或水的電介質）。所有這些交互作用共同產生了屏幕上顯示的像素的最終顏色。如圖上圖所示，保真度可以保持不變，并且可以以非常復雜的計算工作量為代價優雅地實現算法。
二、光線追蹤如何工作的？
光線跟蹤直接模擬在虛擬環境中傳播的光線。下圖顯示了環境如何由相機，燈光集，3D幾何模型以及這些模型的材質描述組成。然后追蹤代表光路或光子的光線，以確定相機傳感器在給定方向上看到的光值。追蹤光線通常遵循自然的事件順序：
1、產生的光線代表從環境到照相機的反向光路。
2、光線與場景相交，確定光線撞擊哪個對象（如果有）。
3、材質明暗器或環境明暗器計算照明值沿射線的路徑
4、最后，將得到的照明值寫入幀緩沖區。
簡化的射線追蹤圖
第3步通常是通過生成其他光線以確定物體上某個點的入射光是什么來進行的，從而使光線跟蹤成為自然遞歸算法。
三、GPU上的光線追蹤
創建真正逼真的圖像的能力是為什么光線追蹤被譽為計算機渲染的未來。如今，光線追蹤渲染器在虛擬效果制作和功能動畫中占主導地位。大規模并行GPU的出現現在擴展了可以使用光線跟蹤的域空間。現在，使用GPU進行脫機渲染只需幾分鐘，而使用主流CPU則需要數小時。NVIDIA GPU與NVIDIA最先進的光線跟蹤技術堆棧相結合，現在提供了計算能力和軟件框架，可在消費類工作站上執行有趣的實時光線跟蹤工作負載。
NVIDIA在之前的GTC宣布在新款Quadro®GV100上支持RTX技術。開發人員可以根據他們的需求和開發環境，通過多個API訪問NVIDIA RTX技術，如圖下圖所示。
Microsoft的DirectX光線跟蹤（DXR）API。將光線跟蹤完全集成到DirectX中，DirectX是游戲開發人員使用的行業標準API，使光線跟蹤成為光柵化和計算的替代而不是替代。DXR致力于通過混合光柵射線追蹤技術實現實時用例。
NVIDIA的Vulkan光線跟蹤擴展。即將推出; Vulkan圖形標準的光線跟蹤擴展。跨平臺API中緊密耦合的光線跟蹤和光柵化技術的另一條途徑。
NVIDIA的OptiX API。一個用于在GPU上實現高性能光線跟蹤的應用程序框架。它提供了一個簡單，遞歸和靈活的管道來加速射線跟蹤算法。OptiX SDK包括兩個可以相互獨立利用的主要組件：用于渲染器開發的光線跟蹤引擎和用于在顯示之前進行圖像處理的后處理管道。
這三個API共享一種描述光線跟蹤操作的通用方法，使開發人員可以輕松地跨多個平臺訪問RTX。在渲染軟件和硬件上進行的十年投資已導致高度優化的光線跟蹤解決方案，從而實現了以前無法實現的性能和交互性水平。NVIDIA還對開發工具鏈進行了大量投資，使GPU編程，調試和性能分析比以往更加輕松。
光線跟蹤在概念上很簡單，計算上很復雜
NVIDIA設計了OptiX API，以填補NVIDIA GPU上的簡單概念模型和相對高級的執行模型之間的空白，使開發人員可以專注于其核心光線跟蹤算法，如圖5所示。OptiX的主要觀察結果是，大多數光線跟蹤算法都可以使用少量的可編程操作來實現。OptiX提供了一個用于描述虛擬環境的API和一小組用戶可編程的著色器，以實現射線跟蹤周期的每個階段。
OptiX中的用戶可編程著色器以綠色顯示。遍歷由OptiX內部控制。
OptiX的核心是特定于域的即時編譯器。編譯器通過組合用戶提供的用于射線生成，材質明暗處理，對象交集和場景遍歷的程序來生成自定義的射線跟蹤內核。通過使用緊湊的對象模型和光線跟蹤編譯器優化（可有效映射到新的RTX技術和Volta GPU）來實現高性能。
OptiX支持各種用例，包括交互式渲染，精細或批量渲染，碰撞檢測系統，人工智能查詢以及科學模擬，例如聲音傳播或中子傳輸。OptiX已集成到各種當前可用的商業軟件產品中，并且已經成為近十年來主要的光線跟蹤SDK。
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