Мы протестировали технологию Nvidia RTX Mega Geometry в Alan Wake 2 и демоверсии RTX Bonsai Diorama, чтобы выяснить, как эта технология снижает потребление VRAM и устраняет визуальные артефакты, прокладывая путь к фотореалистичной графике в реальном времени.
В 2018 году NVIDIA анонсировала линейку видеокарт GeForce RTX на архитектуре Turing, которая обеспечила бы аппаратное ускорение трассировки лучей в реальном времени. В ноябре того же года Battlefield V стал первой игрой с поддержкой трассировки лучей в реальном времени с использованием API Microsoft DirectX Raytracing (DXR). Игра поддерживала только один эффект трассировки лучей — отражения с трассировкой лучей.
В 2019 году вышла игра Control с поддержкой нескольких эффектов трассировки лучей — отражения с RT, прозрачные отражения с RT, непрямое рассеянное освещение, контактные тени с RT и обломки с RT.
Позже мы увидели полную трассировку лучей — или трассировку пути (path tracing) — в таких играх, как Quake II RTX, Cyberpunk 2077 и других. В отличие от гибридного решения для трассировки лучей, используемого в некоторых играх, трассировка пути точно симулирует свет в сцене. Она делает это путем выборки широкого диапазона потенциальных путей, по которым может следовать один луч. Этот метод также используется в киноиндустрии для создания фотореалистичных изображений в фильмах.
Трассировка пути присутствует во многих современных играх, где она может значительно повысить реализм освещения в зависимости от реализации. Помимо этого улучшения освещения, произошли технологические достижения в области геометрической сложности и плотности для игр. Nanite в Unreal Engine 5 — это виртуализированная система геометрии, способная в реальном времени отображать высококачественные и плотные ассеты с детализацией до уровня пикселя и большим количеством объектов. Другие игровые движки имеют аналогичные технологии, такие как Micropolygon Geometry в Anvil Engine.
Эти достижения в геометрической детализации требуют новых методов для трассировки лучей геометрии полного качества. Здесь на помощь приходит технология Nvidia RTX Mega Geometry.
API Microsoft DXR был разработан много лет назад, еще до того уровня геометрической сложности, который встречается в современных играх. В DXR геометрия представляется с помощью иерархии ограничивающих объемов (Bounding Volume Hierarchy, BVH), перестроение которой может быть затратным в динамических сценах с плотной геометрией и бесчисленным количеством сложных анимированных объектов. Полная трассировка лучей такой геометрии может потребовать частого обновления BVH, что создает значительную нагрузку на производительность. В результате разработчики часто полагаются на прокси-сетки более низкого качества для эффектов с трассировкой лучей. Эти упрощенные представления содержат лишь малую часть исходной детализации, что приводит к таким артефактам, как некорректная самозатенение и тени и отражения низкого качества.
RTX Mega Geometry — это технология рендеринга, которая может значительно увеличить геометрическую детализацию в играх с трассировкой лучей, позволяя трассировать геометрию полной точности без традиционных компромиссов. RTX Mega Geometry добавляет необязательную структуру ускорения кластеров (Cluster Acceleration Structure, CLAS), которая генерирует пакеты до 256 треугольников и разработана для управления GPU. Это не только значительно ускоряет процесс перестроения BVH, но и снижает накладные расходы на ЦП, связанные с управлением BVH.
Хотя Mega Geometry поддерживается на видеокартах начиная с RTX 20-й серии, в 50-й серии RTX есть специализированное аппаратное обеспечение для этой технологии. RT-ядра четвертого поколения в графических процессорах Blackwell добавляют два новых движка: движок пересечения кластеров треугольников и движок сжатия кластеров треугольников. Вместе они удваивают скорость пересечения лучей с треугольниками по сравнению с RT-ядрами третьего поколения, а также уменьшают потребление VRAM на несколько сотен мегабайт при трассировке лучей плотной геометрии.
Преимущества этой технологии варьируются в зависимости от того, как она используется. При применении к существующим ассетам она может повысить производительность и снизить потребление VRAM. В качестве альтернативы она может устранить необходимость в упомянутых ранее компромиссах — таких как прокси-сетки — обеспечивая значительно более высокое качество результатов без сопутствующих визуальных артефактов. Последний вариант использования достигается ценой производительности.
Alan Wake 2, выпущенная в октябре 2023 года, демонстрирует ряд современных технологий рендеринга. Она использует шейдинг сетки (mesh shading) для обработки высокодетализированной, плотной геометрии и поддерживает трассировку пути на ПК, что делает ее идеальным кандидатом для Mega Geometry.
Mega Geometry была добавлена в игру с обновлением 1.2.8 в начале 2025 года, и Remedy решила использовать ее на существующих ассетах для оптимизации производительности и использования VRAM, а не для дальнейшего увеличения геометрической сложности. Тестирование на RTX 4090 в начале 2025 года позволило мне сравнить сборку 1.2.8 с предыдущим релизом 1.2.7, который не использовал Mega Geometry, и я обнаружил экономию VRAM около 1 ГБ, а также прирост производительности на 13% как в нативном 4K, так и в 4K с качеством DLSS, при максимальных настройках и включенной трассировке пути. Эти цифры примерно соответствуют данным, которыми NVIDIA поделилась на GDC 2026.
Демонстрационный ролик RTX Bonsai Diorama, выпущенный NVIDIA, был разработан на ветке NVIDIA RTX Unreal Engine (NvRTX) 5.6 и демонстрирует RTX Mega Geometry, трассировку пути, RTX Dynamic Illumination (RTXDI), DLSS Super Resolution, DLSS Ray Reconstruction и DLSS Frame Generation. Основное внимание в демо уделено полностью трассируемым в реальном времени сеткам Nanite.
Прелесть демо в том, что вы можете включать и выключать Mega Geometry для сравнения качества изображения и производительности. Именно это мы и сделаем.
Визуализация отладки на скриншотах ниже иллюстрирует точность Mega Geometry при трассировке путей сеток Nanite и существенное увеличение количества треугольников при ее включении.
Поскольку Mega Geometry добавляет в BVH сетки Nanite полного качества, тени с трассировкой лучей больше не страдают от визуальных артефактов, присутствующих в Lumen, таких как отсутствующие или некорректные тени. В сравнении ниже вы можете увидеть, что каждый объект в поле зрения имеет точные, пиксельно-совершенные тени при включенной Mega Geometry.
Аналогично, отражения больше не страдают от проблем, возникающих при использовании прокси-сеток низкого качества. В сравнении ниже вы можете увидеть отсутствующие листья в отражении центрального зеркала при отключенной Mega Geometry. При включенной Mega Geometry вы получаете полную сетку Nanite.
Кроме того, обратите внимание на дерево слева. При выключенной Mega Geometry наблюдается некорректное самозатенение. Это полностью устраняется с помощью Mega Geometry.
Технология явно улучшает качество изображения, но как она работает с производительностью?
Важно отметить, что уровень геометрической детализации и плотности, наблюдаемый выше при включенной Mega Geometry, был просто невозможен в Unreal Engine 5 до появления Mega Geometry, даже на высокопроизводительных видеокартах, таких как 5090. Такой уровень детализации не мог быть достигнут при приемлемом уровне производительности. Тем не менее, хотя Mega Geometry делает это возможным при играбельном количестве кадров на высокопроизводительных видеокартах, трассировка пути таких высокодетализированных сеток по-прежнему чрезвычайно требовательна.
На 5090 стоимость производительности включения RTX Mega Geometry составляет 23% при 1080p, 24% при 1440p и 21% при 4K. При разрешении рендеринга 1440p или ниже производительность превышает 60 FPS. Это дает вам возможность использовать генерацию кадров для дальнейшего повышения четкости движения без существенного влияния на воспринимаемую задержку. Как правило, вы хотите использовать генерацию кадров при базовой частоте кадров не менее 60 FPS — в идеале выше — чтобы игра по-прежнему ощущалась отзывчивой.
На RTX 5070 стоимость производительности составляет 27% при 1080p и 26% при 1440p. К сожалению, 60 FPS с Mega Geometry в этом демо на 5070 недостижимы, если не использовать генерацию кадров или DLSS с внутренним разрешением рендеринга ниже 1080p. Этот результат не совсем удивителен, поскольку стандартная трассировка пути уже чрезвычайно нагружает этот GPU.
Мы включили 5060 сюда, потому что в руководстве для разработчиков демо RTX Bonsai Diorama эта карта была указана как «рекомендуемый GPU». Очевидно, это подразумевает использование DLSS Super Resolution и Frame Generation, поскольку без них 5060 в среднем показывает менее 30 FPS в этом демо при включенной Mega Geometry. Действительно, с DLSS Super Resolution и Frame Generation при 1080p 5060 может превышать 100 FPS, но итоговый опыт страдает как с точки зрения качества изображения, так и задержки ввода.
На GDC 2026 NVIDIA объявила, что Mega Geometry будет реализована в предстоящих играх 2026 года Control Resonant и The Witcher 4.
Во время презентации Future of Path Tracing на GDC 2026 NVIDIA осветила систему листвы RTX Mega Geometry, которая появится в The Witcher 4.
Новая система уровней детализации (LOD) для листвы выборочно обновляет только соответствующие части сцены на основе движения камеры и представляет уровень детализации таким образом, чтобы его было эффективно трассировать лучами. Это делается без проявления традиционного «выскакивания» LOD.
Система использует Opacity Micromaps (OMM) для удаленных LOD, которые служат упрощенным представлением геометрии, легким по памяти. На RTX 40-й и 50-й сериях OMM аппаратно ускоряются.
Позже на презентации NVIDIA продемонстрировала систему в демо, включающем обширный лес размером 5×5 км, состоящий примерно из 60 миллионов растений более 200 видов, включая около 1 миллиона деревьев. Примечательно, что вся сцена работает без стриминга, все ассеты находятся в памяти. Каждый элемент представлен как полная геометрия — вплоть до отдельных сосновых иголок — при этом некоторые из самых больших деревьев содержат около 10 миллионов полигонов каждое. Сцена рендерится с полностью динамическим освещением с трассировкой пути, а ассеты деревьев были предоставлены CD PROJEKT RED.
Удивительным оказался уровень производительности, достигнутый в этом демо. На RTX 5090 при 4K в режиме качества DLSS (внутреннее разрешение рендеринга 1440p) демо работало со скоростью 80 FPS. Это почти на 18% быстрее, чем демо Bonsai Diorama работало на 5090 при 1440p.
На RTX 4070 при 1440p в режиме качества DLSS (внутреннее разрешение рендеринга 960p) оно работало примерно со скоростью 58 FPS.
RTX Mega Geometry представляет собой значительный шаг к по-настоящему фотореалистичной графике в реальном времени. Благодаря таким достижениям, как новая система LOD для листвы и постоянная оптимизация производительности, она имеет потенциал для создания сцен беспрецедентной геометрической сложности, которые могут быть отрендерены с полностью динамическим освещением с трассировкой пути при играбельной частоте кадров на современном оборудовании.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Dan Mateescu
