Mikä on Ray Tracing?

Äskettäin Eprean, Unreal-pelimoottorin valmistajien esittämä demo nosti kulmakarvoja sen realistisille valoefekteille. Tekniikka on suuri askel eteenpäin säteilyn jäljittämisessä. Mutta mitä tämä tarkoittaa?

Mitä Ray Tracing tekee

Yksinkertaisesti sanottuna ray-seuranta on menetelmä, jonka grafiikkamoottori käyttää laskemaan, miten virtuaaliset valonlähteet vaikuttavat ympäristöön. Ohjelma kirjaimellisesti jälkiä  säteet valoa käyttäen fyysikkojen kehittämiä laskelmia, jotka tutkivat todellisen valon käyttäytymistä.

Graafiset moottorit kuten Unreal tai Unity käyttävät ray tracing -toimintoa, jotta realistiset valoefektit-varjot, heijastukset ja okkluusiot eivät tarvitse tehdä niitä omiksi yksittäisiksi kohteiksi. Vaikka se on melko intensiivistä käsittelyn kannalta, sen käyttäminen vain sen, mitä kamera (so. Soitin) tarvitsee nähdä milloin tahansa, merkitsee sitä, että se voi olla tehokkaampaa kuin muut vanhemmat menetelmät realistisen valon simuloimiseksi virtuaalisissa ympäristöissä. Erityiset valaistusvaikutukset tehdään yhdellä kaksiulotteisella tasolla katsojan näkökulmasta, ei aina koko ympäristössä.

Tämä on kaikki saavutettu hämmästyttävän monimutkaisella matematiikalla, sekä todellisen virtuaalivalon käyttäytymisen määrittelyssä että kuinka paljon näistä vaikutuksista näkyvät katsojalle tai soittimelle milloin tahansa. Kehittäjät voivat käyttää vähemmän monimutkaisia ​​versioita samoista tekniikoista, jotta ne ottavat huomioon vähemmän tehokkaan laitteiston tai nopeamman ja tasaisen pelaamisen.

Ray-jäljitys on yleinen lähestymistapa grafiikkaan eikä mihinkään tiettyyn tekniikkaan, vaikka sitä on jatkuvasti kehitetty ja parannettu. Sitä voidaan käyttää esim. Renderoiduissa grafiikoissa, kuten Hollywood-elokuvissa nähtävissä olevissa erikoistehosteissa tai reaaliaikaisissa moottoreissa, kuten grafiikka, jota näet pelin aikana PC-pelin aikana.

Mitä uutta on Ray Tracing?

Demo, joka on saanut viime aikoina raitojen jäljittämisen uutisiin, on alla oleva video, lyhyt Tähtien sota luonnos, jossa on joitakin myrskyjä, joilla on todella huono ajoitus. Se näytettiin pois pelin kehittäjien konferenssista viime viikolla. Se on luonut Epic Gamesin (kaikkialla Unreal Enginein valmistajat) yhteistyössä NVIDIA: n ja Microsoftin kanssa, jotta he näkisivät uudet radiotekniikat.

Kontekstin ulkopuolella se on vain hessuinen video. Mutta tärkeintä on, että se tehdään reaaliajassa, kuten videopeli, ei etukäteen kuin Pixar-elokuva. Alla oleva video näyttää esittelijän lähentävän kameraa näkymän kautta reaaliaikaisilla säätimillä, mikä ei ole mahdollista ennalta esitetyllä grafiikalla.

Teoreettisesti, jos peliohjelmasi on tarpeeksi tehokas, se voi tuottaa sellaista grafiikkaa mistä tahansa pelistä käyttämällä uutta radion jäljitystehosteita Unreal-demon tulevassa versiossa.

Tekniikka todella loistaa (saada se?), Koska tämä erityinen demo sisältää paljon heijastavia ja peilattuja pintoja, joilla on epäsäännöllinen geometria. Tutustu tapaan, jolla ympäristö heijastuu kapteeni Phasman kromattujen panssarien kaarevissa paneeleissa. Aivan yhtä tärkeää on huomata, miten se heijastuu enemmän ja normaalisti myrskyisiltä tavallisten myrskyjen valkoisilta panssareilta. Tämä on realistisen valaistuksen taso, jota ei ole saatavilla tänään.

Aikooko se tehdä pelistäni näyttäviä??

No, hyvin erityisissä olosuhteissa. Tämä edistynyt radiotien jäljittämisen taso helpottaa videopelien vaikuttavampien valaistustehosteiden tekemistä, mutta se ei todellakaan tee grafiikan monikulmioista yksityiskohtaisempaa. Se ei lisää tekstuurien resoluutiota tai parantaa animaatioiden sujuvuutta. Lyhyesti sanottuna se tekee valaistuksesta realistisen, ja siitä on kyse.

Yllä oleva demo on erityisen dramaattinen, koska kehittäjät valitsivat merkkejä ja ympäristöjä, joissa lähes jokainen pinta on joko loistava tai heijastava valo. Jos käytät samaa tekniikkaa, sanoisitte esimerkiksi päähenkilön The Witcher Sarja ratsastaa hänen hevosensa läpi maaseudun, et näe suuria heijastavia pintoja paitsi miekkaansa ja ehkä vähän vettä. Ratkaisevaa on, että ray-jäljitystekniikat eivät tee paljon parantaakseen ihonsa, hevosen turkiksen, vaatteensa nahkaa ja niin edelleen.

Tämän demonstroinnin tuloksena syntyneet otsikot, jotka väittivät, että ne johtaisivat "elokuvan grafiikkaan", olisivat hieman hyperboleja, mikä voisi olla totta, jos pelaat tasoa, joka on asetettu peilien saliin, mutta se on kyse siitä.

Milloin näen nämä asiat peleissäni?

GDC-esittely oli esimerkki omistetusta ray tracing -tekniikasta, jota kutsutaan RTX: ksi, jota nyt kehittää NVIDIA. Se on asetettu debyyttiksi seuraavassa high-end-GeForce-näytönohjainten sarjassa, joka on huhuttu debyyttiin myöhemmin tänä vuonna 20XX-mallinumeroilla. Kuten muutkin patentoidut grafiikkatekniikat, kuten NVIDIAn PhysX, se ei todennäköisesti ole käytettävissä muiden valmistajien grafiikkakortteja käyttäville pelaajille.

RTX käyttää kuitenkin myös DirectX API -järjestelmän uutta ominaisuutta, joka on nimenomaan tarkoitettu ray tracing (Microsoft). Joten kun edellä mainitut demot ovat yhteistyö Epicin ja NVIDIA: n välillä, mikään ei estä kilpailevia valmistajia, kuten AMD ja Intel, luomasta samanlaisia ​​järjestelmiä, joilla on samanlaisia ​​tuloksia.

Yksinkertaisesti sanottuna näet, että huippuluokan PC-pelit alkavat käyttää näitä tekniikoita vuoden 2018 ja vuoden 2019 alussa. Pelaajat, jotka investoivat uuteen näytönohjaimeen noin tuona aikana, saavat eniten hyötyä, mutta jos sinulla on jo huippuluokan pelijärjestelmä, voit ehkä käyttää joitakin näistä vaikutuksista DirectX-yhteensopivissa peleissä nykyisellä laitteellasi.

Pitkien kehitysaikojen ja staattisten laitteistokohteiden vuoksi konsolipelaajat eivät näe näitä kehittyneitä grafiikoita, ennen kuin pelikonsolien seuraava kierros on julkaistu muutaman vuoden kuluttua.

Kuvaluotto: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube