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攝影/王宏仁

在Nvidia第八代GPU架構Turing(圖靈)發表會中,主講的GPU技術龍頭Nvidia執行長黃仁勳從頭到尾都異常興奮,語調上揚,極力介紹世界第一款光線追蹤RTX GPU的誕生,更直言這個新架構,不只是GPU的一小步,而是會催生出一整個2,500億美元規模的影像特效產業。

為何Turing新架構能催生一個產業?他沒有進一步細講,不過,倒是可以先從Nvidia揭露的幾個RTX應用實例,對這個2,500億美元的布局,略窺一二。

第一個例子是Nvidia今年3月揭露的一段《星際大戰》光線追蹤特效示範短片Reflections,當時用了配備4個人工智慧專用的Volta GPU以及價值7萬美元的人工智慧工作站DGX Station,才能即時產生兩位衛兵金屬盔甲上的光影渲染效果。而現在則只需要一張Quadro RTX 8000顯示卡。

攝影/王宏仁

【RTX應用實例:電影動畫設計】電影是Turing新架構的第一個受惠產業。如《復仇者聯盟:無限之戰》電影中的蜘蛛人場景,得透過複雜的渲染技術來成像,過去一天只能完成2個鏡頭,改用RTX GPU則一天可完成7個鏡頭。

不過,這張內建4,608個CUDA核心和576個Tensor核心,可提供每秒10 Giga Rays的新一代GPU卡售價也高達10,000美元(臺幣30萬元),至少是先前作法設備費用的的七分之一。

另一個例子是保時捷概念車設計短片。保時捷用中階Quadro RTX 6000,搭配NVIDIA GameWorks的光線追蹤套件和Epic Games開發的遊戲引擎Unreal Engine,來設計這款911 Speedster概念車數位模型,以呈現車輛在不同光影下的外觀變化,尤其是高速移動時的光影。Nvidia圖形事業資深總監Sandeep Gupte解釋,如此就能讓車輛設計人員更即時、直觀地了解,車輛外觀在不同場合環境時的模樣,而且這是「即時」運算,可以任意改變角度和場景光影,都能即時看到變化。顯而易見,電影、遊戲或數位內容設計會因新一代GPU顯示卡有更細緻、好看的效果,也能更快完成影片特效,而加快製作流程。而黃仁勳更以《復仇者聯盟:無限之戰》電影中的蜘蛛人場景為例,他說,過去一天只能完成2個鏡頭,但改用RTX GPU則可以一天完成7個鏡頭的動畫。

攝影/王宏仁

【RTX應用實例:製造業產品設計】19年製造業3D設計軟體供應商Hawk Ridge Systems展示一款重型機車的數位原型模型,光是放大檢視輪胎,就要執行18,280次渲染Pass計算,過去GPU卡每秒只能計算約50~60次,但RTX GPU可達每秒379次,等於同樣的效果,過去得等6分鐘,現在只需等50秒,幾乎快了5倍。

愛爾蘭一家數位設計軟體新創Artomatix也嘗試用RTX GPU先設計了一隻蜥蜴數位模型。Artomatix執行長Joe Blake一般展示這支虛擬蜥蜴的設計過程,一邊解釋,過去設計人員要完成這樣一隻栩栩如生,連皮膚每一點皺褶、質感反光都要擬真,得花上2~3天時間。Joe Blake解釋,設計人員遇到這類需要精緻處理的虛擬角色設計工作時,大多數時間都是用來等待渲染計算的完成,尤其在細部處理時更是耗時,有時設計人員為了加快作業,往往只能在粗略模式下處理,等到一段工作完成,才能執行渲染計算來檢視實際成果,若不符設計要求,就得重來,而無法做到隨時邊看邊修的流暢性。改用RTX GPU來同樣的一隻蜥蜴,Joe Blake強調,可以省下70~80%的渲染等待時間。

同樣的製造業產品設計上,RTX GPU也有不小的幫助。Autodesk Arnold是目前少數已經支援RTX技術的3D設計軟體之一。

一家19年製造業3D設計軟體供應商Hawk Ridge Systems的工程師Scott Woods指出,過去在Arnold中檢視設計成果,光是切換一次檢視角度,軟體就得重新計算每一道模擬元素,重新渲染出設計人員要看的畫面。例如,他展示了一重型機車的數位原型模型,光是放大檢視輪胎,就要執行18,280次渲染Pass計算,過去GPU卡每秒只能計算約50~60次,但RTX GPU可以達到每秒379次,等於同樣的效果,過去得等6分鐘才會呈現出結果,現在只需等50秒,幾乎快了5倍。

「省下更多等待時間,這不只是加快設計速度而已,設計人員更容易反覆修正設計結果,甚至可以改變原有的設計流程,促成設計流程的變革。」Joe Blake強調。

另外在數位建築設計,Nvidia也展示了一個都市規畫的應用情境,可以在一個城市模擬模型中,匯入每一棟建築的BIM(Building Information Modeling)資料,就可以用來模擬風在城市建築中流動的情況,就像在資料中心模擬熱流變化類似,只是城市模擬的規模更大,也更複雜。Nvidia解釋,這不只可供政府都市設計、規畫之用,也可供建築師要設計新建築時,事先建地附近的建築、環境,事先模擬不同天氣變化下的影響,作為新建築設計時的參考,例如光照影響、風向流動等。

攝影/王宏仁

【RTX應用實例:建築數位設計】在一個城市模擬模型中,匯入每一棟建築的BIM資料,就可以用來模擬風在城市建築中流動的情況,這不只可供政府都市設計、規畫之用,也可供建築師要設計新建築時,事先建地附近的建築、環境,事先模擬不同天氣變化下的影響,作為新建築設計時的參考,例如光照影響、風向流動等。

RTX技術也不只可用於即時光線追蹤的計算,Nvidia也在SIGGRAPH也首度展示了聲音追蹤計算的成果。在VR空間中,隨著身體移動、轉向等,都可以聽到聲音在空間中的變化,就像是在真實環境中的音場環繞效果一樣。

從這幾個例子可以反映出,不只娛樂、電影、遊戲業,連數位內容、建築BIM、工程模擬、製造設計等都有機會成為這個特效產業的一環。

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