Hva er Ray Tracing?

Nylig en demonstrasjon fra Epic, produsentene av Unreal-spillmotoren, økte øyenbrynene for sine fotorealistiske lyseffekter. Teknikken er et stort skritt fremover for ray tracing. Men hva betyr det?

Hva Ray Tracing Does

Enkelt sagt, ray tracing er en metode som en grafikkmotor bruker til å beregne hvordan virtuelle lyskilder påvirker elementene i sitt miljø. Programmet bokstavelig talt spor de stråler av lys, ved hjelp av beregninger utviklet av fysikere som studerer måten ekte lys oppfører seg.

Grafikkmotorer som Unreal eller Unity bruker strålesporing for å gi realistiske lyseffekter-skygger, refleksjoner og okklusjoner-uten å måtte gjøre dem til deres egne individuelle gjenstander. Selv om det er ganske intensivt fra et behandlingsperspektiv, bruker det bare å gjøre det som kameraet (det vil si spilleren) trenger å se på et gitt tidspunkt, betyr det at det kan være mer effektivt enn andre eldre metoder for å simulere realistisk lys i virtuelle miljøer. De spesifikke lyseffektene gjengis på et enkelt todimensjonalt plan i betraktarens perspektiv, ikke hele tiden gjennom hele miljøet.

Dette oppnås alt sammen med en stupendously kompleks matte, både når det gjelder å bestemme hvordan det virtuelle lyset oppfører seg og hvor mye av disse effektene som er synlige for seeren eller spilleren til enhver tid. Utviklere kan bruke mindre komplekse versjoner av samme teknikker for å regne for mindre kraftig maskinvare eller mer rask og jevn spilling.

Ray tracing er en generell tilnærming til grafikk snarere enn en bestemt teknikk, selv om den har blitt stadig raffinert og forbedret. Den kan brukes i pre-rendered grafikk, som de spesielle effekter som vises i Hollywood-filmer, eller i sanntidsmotorer, som grafikken du ser i midten av spillet under et PC-spill.

Hva er nytt i Ray Tracing?

Demoen som har fått raytracing inn i nyhetene nylig er den i videoen nedenfor, en kort Stjerne krigen skisse som involverer noen stormtroopere med virkelig dårlig timing. Det ble vist på Game Developer's Conference i forrige uke. Det er laget av Epic Games (beslutningstakere av allestedsnærværende Unreal Engine) i samarbeid med NVIDIA og Microsoft for å vise frem nye ray tracing teknikker.

Uten kontekst er det bare en goofy video. Men den viktige delen er at den blir gjengitt i sanntid, som et videospill, ikke på forhånd som en Pixar-film. Videoen under viser presentatøren som zoomer kameraet gjennom scenen med sanntids kontroller, noe som ikke er mulig med prerendered grafikk.

Teoretisk sett, hvis din spill-PC er kraftig nok, kan det generere grafikk som det i et hvilket som helst spill ved hjelp av de nye strålingssporingseffektene i den kommende versjonen av Unreal demo.

Teknologien skinner virkelig (få den?) Fordi denne spesifikke demoen inneholder mange reflekterende og speilvendte overflater med uregelmessig geometri. Sjekk ut hvordan miljøet reflekteres i de buede panelene av Captain Phasmas forkromede rustning. Like viktig, legg merke til hvordan det reflekteres mer dully og diffust av den hvite rustningen til de normale stormtropperne. Dette er et nivå av realistisk belysning som ikke er tilgjengelig i spill i dag.

Vil det gjøre mine spill ser fantastiske ut?

Vel, ja, i svært spesielle forhold. Dette avanserte nivået av stråleoppsporing vil gjøre det lettere for videospill å gi mer imponerende lyseffekter, men det gjør ikke den polygonale strukturen av grafikken mer detaljert. Det øker ikke oppløsningen til teksturene, eller forbedrer animasjonens flytbarhet. Kort sagt, det kommer til å gjøre belysningen ser realistisk ut, og det handler om det.

Demoen ovenfor er spesielt dramatisk fordi utviklerne valgte tegn og miljøer hvor nesten hver overflate skinner eller reflekterer lys. Hvis du bruker samme teknologi til å gjengi, si hovedpersonen til The Witcher serier som driver sin hest gjennom landet, vil du ikke se noen større reflekterende flater, unntatt sverdet og kanskje litt vann. Avgjørende, ray tracing teknikker vil ikke gjøre mye for å forbedre gjengivelsen av huden hans, hestens pels, klær av hans klær og så videre.

Overskriftene som kom fra denne demonstrasjonen og hevdet at det ville resultere i "blockbuster filmgrafik" var litt hyperbole-det kan være sant hvis du spiller et nivå som er satt i en speilhus, men det handler om det.

Når vil jeg se dette i mine spill?

GDC-demonstrasjonen var et eksempel på en proprietær ray-tracingteknikk kalt RTX, som nå utvikles av NVIDIA. Det er satt til debut i neste serie med GeForce-grafikkort med høy ytelse, som for tiden rytes for debut senere i år med 20XX modellnumrene. Som andre proprietære grafikkteknologi, som NVIDIAs PhysX, er det sannsynligvis ikke tilgjengelig for spillere som bruker grafikkort fra andre produsenter.

Når det er sagt, bruker RTX også en ny funksjon i DirectX API-systemet, spesielt for ray tracing (kalt raytracing av Microsoft). Så mens de konkrete demoene ovenfor er et samarbeid mellom Epic og NVIDIA, er det ingenting som hindrer konkurrerende produsenter som AMD og Intel fra å lage lignende systemer med lignende resultater.

For å si det enkelt, vil du se high-end PC-spill begynner å bruke disse teknikkene mot slutten av 2018 og begynnelsen av 2019. Spillere som investerer i nye grafikk kort rundt den tiden, vil få mest mulig nytte, men hvis du allerede har et high-end gaming system, kan du kanskje bruke noen av disse effektene i DirectX-kompatible spill på din nåværende maskinvare.

På grunn av lange utbyggingstider og statiske hardwaremål, vil konsollspillere ikke se denne avanserte grafikken før neste runde av spillkonsoller blir utgitt i flere år.

Bildekreditt: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube