Nvidia hat auf der diesjährigen SIGGRAPH-Konferenz eine neue Methode vorgestellt, die das Echtzeit-Rendering von hochdetaillierten Materialien revolutioniert.
Nvidia-Forscher haben die Methode „Real-Time Neural Appearance Models“ entwickelt, die es ermöglicht, komplexe Materialien wie Metall, Kunststoff oder Keramik in Echtzeit zu rendern. Diese innovative Technologie nutzt künstliche neuronale Netze, um die optischen Eigenschaften von Oberflächen präzise zu simulieren. Der entscheidende Vorteil dieses Ansatzes: Materialien können bis zu zehnmal schneller gerendert werden als mit herkömmlichen Verfahren – und das bei kaum wahrnehmbaren Einbußen bei der visuellen Qualität.
Das System besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten: Ein Encoder wandelt die Materialeigenschaften in eine hierarchische Textur um. Diese wird dann von zwei neuronalen Decodern interpretiert, um Reflexionseigenschaften und Richtungen für das Sampling zu berechnen. Durch die Verwendung spezieller grafischer Priors in den neuronalen Netzen haben die Forscher die Effizienz der Methode weiter gesteigert.
In der Praxis bedeutet dies, dass die neuronalen Netze entweder auf Tensor-Kernen oder mit klassischen Shader-Instruktionen ausgeführt werden, je nach Anforderung der jeweiligen Anwendung. Erste Testszenen zeigen beeindruckende Ergebnisse: Die Renderzeit konnte im Vergleich zu optimierten klassischen Implementierungen um den Faktor 1,6 bis 4,1 reduziert werden, bei Renderzeiten von unter 10 Millisekunden. Damit eröffnet Nvidia Entwicklern die Möglichkeit, filmqualitative Materialien in Echtzeitanwendungen wie interaktiven Vorschauen oder Spielen zu nutzen. Es gibt jedoch noch Herausforderungen, insbesondere bei der Berechnung von Brechungseffekten. Trotzdem sehen die Forscher enormes Potenzial in dieser Technologie für zukünftige Anwendungen.