Für FSR 4? AMD arbeitet an »Pathtracing in Echtzeit«, das mit Nvidias Ray Reconstruction konkurrieren soll

Selbst mit RX-6000-GPUs soll das neue Feature möglich sein.

AMD FSR 4 könnte mit einem Feature ausgestattet werden, das ähnlich wie Nvidias Ray Reconstruction arbeitet. AMD FSR 4 könnte mit einem Feature ausgestattet werden, das ähnlich wie Nvidias Ray Reconstruction arbeitet.

Bisher verzichtet AMD innerhalb von FidelityFX Super Resolution (FSR) auf den Einsatz von Künstlicher Intelligenz. Auch beim Update auf FSR 3.1 ist es beim temporalen Upscaling geblieben - mit FSR 4 wird sich dies jedoch ändern, wie das Unternehmen bereits bestätigte.

Im »GPUOpen« genannten Entwicklerblog spricht AMD nun über ein kommendes Grafikfeature: Laut dem Blogeintrag fokussieren sich die Entwickler derzeit auf die Erforschung von Pathtracing in Echtzeit, das möglicherweise Teil von FSR 4 wird. Eine Bestätigung seitens des Herstellers steht an dieser Stelle noch aus.

  • Die Arbeiten drehen sich laut den Entwicklern primär um einen neuralen Denoiser, der verrauschte Bilder bereinigen soll, die von einer limitierten Anzahl an »Ray Samples« erstellt wurden – also das Äquivalent zu Nvidia Ray Reconstruction.
  • Zwar nennt der Beitrag die Konkurrenz nicht explizit, doch die Annahme wurde von Mateusz Maciejewski, einem an der Forschung beteiligten AMD-Ingenieur, auf X/Twitter bestätigt:
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Wie funktioniert Pathtracing eigentlich – und wie kommt Ray Reconstruction ins Spiel?

Pathtracing bezeichnet grundsätzlich einen Algorithmus, der die globale Beleuchtung simulieren soll.

  • Extrem simplifiziert: Bei »echtem« Pathtracing kommen tausende Kalkulationen von Lichtstrahlen pro Pixel zum Einsatz. Die Ergebnisse der einzelnen Lichtstrahlen – auch »Primary Rays« genannt – werden gemittelt; hieraus wird die Helligkeit des einzelnen Pixels bestimmt.
  • Mit »Secondary Rays« wird dieselbe Berechnung für indirekte Beleuchtung durchgeführt; »Shadow Rays« sind indes zuständig, um festzustellen, ob sich ein Punkt auf einer Oberfläche im Schatten befindet.
  • Pathtracing bezeichnet die Kombination der Berechnung aller drei Ray-Typen und gilt als Nonplusultra, wenn es um die realistische Simulation von Beleuchtung im virtuellen Raum geht.

»Echtes« Pathtracing ist aber im Hinblick auf die verfügbare Rechenleistung derzeit kaum zu stemmen, weshalb auch in Filmen verschiedene Algorithmen wie Photon Mapping oder »Importance Sampling« genutzt werden. Selbst damit kann das Rendern eines einzelnen Frames mehrere Stunden dauern.

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Um dennoch auf vernünftige Echtzeitberechnungen zu kommen, reduziert Nvidia – und bald auch AMD – die Anzahl an Rays, die für die Berechnung genutzt werden. Daraus folgt allerdings ein anderes Problem: Das Bild rauscht mit abnehmender Anzahl an Rays zunehmend.

  • Innerhalb von Nvidia Ray Reconstruction kommen neuronale Netze zum Einsatz, die als Denoiser fungieren und das Rauschen entfernen; zudem werden über ein solches neuronales Netz die Details der Szene rekonstruiert.
  • Der Clou bei AMD: Im Gegensatz zu Nvidia sollen das Denoising und die hochskalierte Rekonstruktion der Szene innerhalb eines einzigen neuronalen Netzes erledigt werden, aus dem dann ein »hochwertiges Bild« folgen soll. Ein Beispielbild liefert der Blogeintrag ebenfalls:

Eine 4K-Bistroszene nach Anwendung des Denoisers und Upscalers. »Eingeworfen« wurde ein verrauschtes Bild mit einem Ray-Sample pro Pixel in Full-HD-Auflösung. (Bildquelle: GPUOpen) Eine 4K-Bistroszene nach Anwendung des Denoisers und Upscalers. »Eingeworfen« wurde ein verrauschtes Bild mit einem Ray-Sample pro Pixel in Full-HD-Auflösung. (Bildquelle: GPUOpen)

Quelloffen und RX-6000-Kompatibilität als Hinweis auf FSR 4?

Einen Hinweis darauf, dass es sich hierbei um ein Feature für FSR 4 handelt, gibt uns Mike Burrows, der als Vizepräsident der AMD-Abteilung »Advanced Graphics Program« arbeitet.

Laut Burrows soll das noch in Entwicklung befindliche Pathtracing-Modell sowohl für RDNA 2 (RX 6000) als auch RDNA 3 (RX 7000) verfügbar sein, wobei letztgenannte Generation dank der verfügbaren KI-Beschleuniger mitsamt WMMA-Funktion selbstredend etwas performanter sein dürfte.

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»Wie immer« soll die neue Technik als Open-Source-Lösung zur Verfügung stehen – ähnlich, wie es AMD auch mit den bisherigen FSR-Generationen gehandhabt hat.

  • Angesichts der Quelloffenheit und der Kompatibilität mit älteren GPUs bietet sich eine Implementierung der neuen Supersampling- und Pathtracing-Methode in FSR 4 also an. Eine konkrete Bestätigung steht allerdings noch aus.
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