今年の初め、Nvidiaは、RTX Neural Shaders と RTX Neural Faces などの新しいニューラルレンダリングテクノロジーを発表しました。
この新しい技術が NVIDIA RTX Kit の一部として、2025年2月6日（現地時間）に公開されていました。
ニューラル レンダリング テクノロジーが GitHub で公開！
ニューラルレンダリングは、レンダリングプロセスにニューラルネットワークを統合することで、パフォーマンス、画質、インタラクティブ性を飛躍的に向上させるNvidiaの提唱するコンピュータグラフィックスの次世代技術です。
NVIDIA RTX Kit は、AIを活用したレイトレーシング、膨大なジオメトリを持つシーンのレンダリング、そしてフォトリアルなゲームキャラクターの作成を可能にするニューラルレンダリング技術のスイートで、さまざまな新旧のRTXおよびAIコンポーネントを統合しています。各コンポーネントは個別に使用することも可能ですが、RTX Kitはこれらの重要なレンダリングSDKを一元的に利用できるプラットフォームを提供します。
RTX Kitは、/NVIDIA RTX/RTXkit GitHubリポジトリ で入手可能で、以下新しい技術も含めたNVIDIA RTX Kitのリストと公開状況となります。
| 名前 | 説明 | 状態 |
|---|---|---|
| RTX Neural Shaders (new) | シェーダー内でニューラルネットワークをトレーニングおよび展開し、新しい圧縮および近似技術を提供。 | 現在入手可能 |
| RTX Neural Materials (new) | AIを活用して複雑なマテリアルのシェーダーコードを圧縮し、最大5倍の処理速度を実現。映画品質のアセットにリアルタイムのパフォーマンスをもたらします。 | 利用可能になっ たら通知を受け取る |
| RTX Neural Texture Compression (new) | AIを用いたテクスチャ圧縮により、最大8倍のVRAM効率を提供。 | 現在入手可能 |
| RTX Texture Filtering (new) | シェーディング後のランダムサンプリングとボリュームフィルタリングで、アーティファクトを減らし、画質を向上。 | 現在入手可能 |
| RTX Mega Geometry (new) | NaniteのようなジオメトリシステムのBVH構築を加速し、数百万の三角形のパスをリアルタイムでトレース。 | SDKが利用可能に Unreal Engine 5 の NVIDIA RTX ブランチ(NvRTX) で利用可能になったら通知を受け取る |
| RTX Character Rendering (new) | パストレーシングを用いたリアルな髪や肌のレンダリングツール。 | 現在入手可能 |
| DLSS 4 (new) | GeForce RTX 50 シリーズ GPU にマルチフレーム生成が導入され、レンダリングされたフレームごとに最大3つのフレームを生成できるようになりました。 | NVIDIA Streamline SDK および Unreal Engine 5 プラグインを通じて現在利用可能 |
| Reflex 2 (new) | グラフィックパイプラインを最適化し、競争の激しいゲームでターゲットの捕捉速度、反応時間、照準精度を向上させます。 | Reflex Low Latencyが利用可能になりました Reflex Frame Warpが利用可能になったら通知を受け取る |
| RTX Dynamic Illumination | シーン内の最も重要なライトをサンプリングし、物理的に正確にレンダリングする重要度サンプリング アルゴリズムのライブラリ。ReSTIR DI、GI、PT の3つの手法の実装を提供します。 | 現在入手可能 ReSTIR PT は、SDK および Unreal Engine 5 (NvRTX) の NVIDIA RTX ブランチに近日登場します。 |
| RTX Global Illumination | マルチバウンス間接照明を計算するスケーラブルなソリューション。Neural Radiance Cache (NRC) と Spatially Hashed Radiance Cache (SHARC) の 2 つの手法の実装を提供します。 | 現在利用可能（NRC は実験段階です） |
| RTX Path Tracing | 最適化されたリアルタイムパストレーシングソリューション。 | 現在入手可能 |
| NVIDIA Real-Time Denoisers | 低レイパーピクセル信号向けのノイズ除去ライブラリ。 | 現在入手可能 |
| NVIDIA Opacity Micro-Map | 複雑なジオメトリを三角形にマッピングし、オパシティをエンコード。 | SDK は現在利用可能 Unreal Engine 5 の NVIDIA RTX ブランチ (NvRTX) に近日登場 |
| RTX Memory Utility | メモリ使用量を削減するアクセラレーション構造の最適化。 | 現在入手可能 |
| SpatioTemporal Blue Noise | ブルーノイズテクスチャとサンプルコードを含むユーティリティツール。 | 現在入手可能 |
| Shader Execution Reordering | レイトレーシングシェーダーの実行およびメモリ最適化。 | NVIDIA RTX 40 シリーズ以降で API が利用可能になりました |
以下は、NVIDIA RTX Kit を通じて現在利用可能な新しいSDKの紹介となります。
RTX Neural Shaders
NVIDIA RTX Neural Shaders は、小規模なニューラルネットワークをプログラマブルシェーダーに組み込む技術です。この技術フレームワークにより、シェーダー内でのニューラルネットワークのトレーニングとデプロイが可能になり、ゲームデータやシェーダーコードを圧縮しつつ、映画品質のマテリアル、ボリューム、ジオメトリなどをリアルタイムで近似できます。
【導入手順】
1. 事前準備
以下の要件を満たしていることを確認してください（表1）。
| GPUアーキテクチャ | ドライバ | CMake | Vulkan | Visual Studio | Windows SDK | Slang |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Turing 以降 | 572.16 | 3.24.3 | 1.3.296 | 2022+ | 10.0.22621.0 | v2025.3.3 |
2. リポジトリのクローン
Git および Git-lfs をインストールし、/NVIDIA-RTX/RTXNS リポジトリをクローンしてください。リポジトリ内の情報をよく読んでください。
3. サンプルのビルド
リポジトリ内の手順に従い、Visual Studio を使用してソリューションをビルドします。
4. サンプルの実行
SDK には 3 つのサンプルが含まれており、それぞれ異なるタスクの実装方法を示しています。
- シンプル推論（Simple Inferencing）：SDK の基本的な構成要素を使用した推論シェーダーの実装方法を示します。
- シンプルトレーニング（Simple Training）：シェーダーで使用するニューラルネットワークのトレーニング手法を紹介します。
- シェーダートレーニング（Shader Training）：Disney BRDF シェーダーを対象とした MLP モデルのトレーニング方法を示す、より高度なサンプルです。
5. ニューラルシェーダーの作成
「How to Write Your First Neural Shader」チュートリアルに従って作成します。サンプルコードおよび「Library Usage Start Guide」を参考にしてください。
■その他の Neural Shading 応用技術
RTX Neural Shaders に加え、NVIDIA は以下の 2 つのニューラルシェーディング応用技術を提供しています。
- Neural Texture Compression：ニューラルネットワークを活用したテクスチャの圧縮および復元処理を実装し、他の圧縮テクスチャフォーマットへのトランスコーディングを可能にします。
- Neural Materials：ニューラルネットワークを活用したマテリアルデータの圧縮を実装します。この SDK のリリース通知を受け取るには、[NVIDIA RTX Kit Notify Me Form] をご覧ください。
RTX Neural Texture Compression
RTX Neural Texture Compressionは、AIを利用してテクスチャの圧縮をより効率的に行い、従来のブロック圧縮と比較して最大8倍のメモリ使用量削減を実現するSDKです。これにより、テクスチャのメモリ消費を大幅に減少させることができます。
【導入手順】
1. 事前準備
RTX Neural Texture Compressionを使用するためには、以下のシステム要件を満たす必要があります。
| GPUアーキテクチャ | ドライバ | CMake | Vulkan | Windows SDK |
|---|---|---|---|---|
| Turing以降 | 570以上 | 3.28 | 1.3 | 10.0.22621.0 |
2. リポジトリのクローンを作成
/NVIDIA-RTX/RTXNTCリポジトリをクローンします。 Git と Git-lfs がインストールされていない場合は、先にインストールしてください。その後、リポジトリ内の情報を確認します。
3. サンプルのビルド
リポジトリ内の指示に従い、Visual Studioを使用してソリューションをビルドします。
4. サンプルの実行
3つのアプリケーションが含まれています。これらのツールを使用することで、NTCの仕組みとその使用方法を確認できます：
- NTCコマンドラインツール (ntc-cli): 素材テクスチャセットの圧縮と解凍を行うツールです。
- NTC Explorer: Neural Texture Compressionをインタラクティブに実験できるツールで、NTCファイルのビューワーとしても機能します。
- NTC Renderer: GLTFモデルをNTCマテリアルでレンダリングする方法を示すツールで、ロード時またはサンプル時に推論を使用します。
5. SDKの統合
NTCをアプリケーションに追加するには、統合ガイドに従ってください。
6. メモリ使用量の確認
NVIDIA NSight システムを使用して、メモリ使用量を確認し、従来のテクスチャと比較できます。
RTX Texture Filtering
RTX Texture Filteringは、テクスチャフィルタリングの品質と効率を向上させる技術で、特にAI圧縮テクスチャに効果的です。
これにより、テクスチャフィルターの確率的サンプリングが可能となり、シェーディング後のフィルタリングを実装する際に実用的かつ効率的な方法が提供されます。この技術は、シェーダーライブラリへの統合が簡単にできるように設計されています。
【導入手順】
1. 事前準備
システムが次の要件を満たしているか確認してください。
| GPUアーキテクチャ | ドライバ | CMake | Visual Studio | Windows SDK |
|---|---|---|---|---|
| DirectX Raytracing 1.1 API対応GPUとそれ以降 | 555.85+ | 3.24.3+ | 2022+ | 10.0.20348.0+ |
2. リポジトリのクローン
/NVIDIA-RTX/RTXTFリポジトリをクローンします。GitとGit-lfsをインストールしていない場合は、インストールしてください。また、リポジトリの情報を読み通してください。
3. フィルタリング技術の違いを観察
GitHubリポジトリには、RTX Texture Filteringが他のソリューションに対してもたらす利点を理解するためのフィルタ比較の多くの例が提供されています。
4. サンプルアプリケーションを実行
リポジトリには、RTX Texture Filteringの効果を視覚化するために使用できるアプリケーションが含まれています。
5. RTX Texture Filteringライブラリをシェーダーフレームワークに統合
統合ガイドの手順に従って、RTX Texture Filteringライブラリをアプリケーションに追加してください
RTX Mega Geometry
ハードウェアがより強力になるにつれて、リアルタイムコンピュータグラフィックスにおける幾何学的な詳細は急速に増加しています。この成長は次の2つの領域で発生しています：
- インスタンス数の増加（シーン内のオブジェクト数が増加）
- 三角形の密度の増加（個々のオブジェクトの詳細度が向上）
RTX Mega Geometryは、Naniteのようなクラスターシステム向けにバウンディングボリューム階層（BVH）の構築速度を加速し、三角形のクラスターを複数のフレームにわたってインテリジェントに圧縮およびキャッシュすることで、これらの課題に対処します。これにより、パス・トレーシング中にさまざまなレベルの詳細と極端な三角形密度のストリーミングが可能になります。
RTX Mega Geometryは、現在SDKを通じて利用可能であり、NVIDIA RTX BranchのUnreal Engine 5（NvRTX）にも対応予定です。
【導入手順】
1. 事前準備
システムが以下の要件を満たしていることを確認してください。
| GPU アーキテクチャ | ドライバ | CMake | Windows SDK | Visual Studio |
|---|---|---|---|---|
| Turing以降 | 570以上 | 3.28以上 | 10.0.20348 | 2019以上 |
2. リポジトリのクローンを作成
/NVIDIA-RTX/RTXMG リポジトリのクローンを作成。まだインストールしていない場合はGitとGit-lfsをインストールし、リポジトリの情報を確認します。
3. サンプルのビルド
リポジトリ内の指示に従って、Visual Studioを使ってソリューションをビルドします。
4. サンプルの実行
Mega Geometryがどのように低いメモリ使用量で高品質の画像を実現しているかを観察します。
5. Mega Geometryの効果を観察
内蔵のプロファイラーツールを使って、さまざまなプリセットシーンでのMega Geometryの影響を確認します。
6. サンプルコードの確認とAPIの統合
アプリケーションにMega Geometryを追加するには、サンプルアプリケーションを参照し、使用されているAPI呼び出しを確認します。
RTX Character Rendering
RTX Character Renderingは、以下の4つのアルゴリズムで構成されています：
- Subsurface Scattering (SSS): 正確なライティングと透明感で皮膚をレンダリングします。これにより、パス・トレースによる皮膚の表現が可能となり、リアリズムが向上します。SDKは、SOTAのBurley Diffusion Profileを拡張し、単一のスキャタリング項を追加した統合（SSS）ソリューションを実装しています。
- Linear Swept Spheres (LSS): NVIDIA Blackwell加速スフィアおよび曲線プリミティブを追加し、ストランドベースのパス・トレース髪に深みとボリュームを加えます。このアルゴリズムは、NVIDIA RTX 50シリーズGPUにのみ対応しています。
- Enhanced Analytical Bi-Directional Scattering Distribution Function (BSDF): ストランドベースの髪にシェーディングを提供します。
- Disjoint Orthogonal Triangles Strips (DOTS): すべてのGPUに対応した高品質なストランドベースの髪を提供します。
【導入手順】
1. 事前準備
システムが次の要件を満たしていることを確認してください。
| GPUアーキテクチャ | ドライバ | CMake | Vulkan | Windows SDK |
|---|---|---|---|---|
| Volta以降 （LSSにはBlackwellが必要） | 570+ | 3.24.3 | 1.3.268+ | 10.0.20348+ |
2. リポジトリのクローンを作成
/NVIDIA-RTX/RTXCRリポジトリをクローン。まだインストールしていない場合は、GitおよびGit-lfsをインストールし、リポジトリの情報を確認してください。
3. サンプルのビルド: リポジトリ内の手順に従って、Visual Studioを使用してソリューションをビルドします。
4. サンプルの実行: SDK内で利用可能なさまざまなパス・トレーシング技術を試し、ゲーム環境内でどのように適合するかを確認してください。
5. SDKの統合: RTX Character Rendering SDKをアプリケーションに追加するには、統合ガイドに従ってください。
まとめ
以上となります。
その他詳しい情報はNVIDIA RTX Kitページへ
最新のニューラル グラフィックス テクノロジを確認するには、GDC の NVIDIAをぜひチェックしてください。
■その他の関連リソース
- GTC session: Build Digital Humans, Visual Agents, and AI-Generated Podcasts for RTX PCs And Workstations
- GTC session: The Future of Ray Tracing for Real-Time and Production Rendering
- GTC session: Build an AI Research Assistant With NVIDIA AI Blueprints
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