Čo je sledovanie Ray?

Nedávno demo spoločnosti Epic, tvorcov herného motora Unreal, zvýšilo obočie pre svoje fotorealistické svetelné efekty. Táto technika je veľkým krokom vpred pre sledovanie lúčov. Čo to však znamená?

Čo robí Ray Tracing

Jednoducho povedané, sledovanie lúčov je metóda, ktorú grafický engine používa na výpočet toho, ako virtuálne svetelné zdroje ovplyvňujú položky v ich prostredí. Program doslova stopy  lúče svetla, pomocou výpočtov vyvinutých fyzikmi, ktorí skúmajú spôsob, akým sa správa reálne svetlo.

Grafické motory ako Unreal alebo Unity využívajú sledovanie lúčov, aby poskytli realistické svetelné efekty - tiene, odrazy a oklúzie - bez toho, aby ich museli robiť ako svoje vlastné individuálne objekty. Hoci je z hľadiska spracovania pomerne intenzívny a používa sa na vykreslenie toho, čo potrebuje kamera (tj hráč) v danom okamihu vidieť, môže to byť efektívnejšie než iné staršie metódy simulácie realistického svetla vo virtuálnom prostredí. Špecifické svetelné efekty sa zobrazujú na jednej dvojrozmernej rovine v perspektíve diváka, nie sú neustále v celom prostredí.

Toto je všetko dosiahnuté s niektorými neuveriteľne zložitými matematikami, čo sa týka určenia spôsobu, akým sa virtuálne svetlo správa a koľko z týchto efektov je viditeľné pre diváka alebo prehrávača v danom čase. Vývojári môžu používať menej zložité verzie tých istých techník na to, aby zaťažili menej výkonný hardvér alebo rýchlejšiu a hladšiu hrateľnosť.

Ray tracing je všeobecný prístup k grafike, a nie k akejkoľvek konkrétnej technike, aj keď bol neustále vylepšovaný a zdokonaľovaný. Môže byť použitý v grafickom prevedení, ako sú špeciálne efekty v hollywoodskych filmoch alebo v motore v reálnom čase, ako je grafika, ktorú vidíte uprostred hry počas počítačovej hry.

Čo je nové v Ray Tracing?

Demo, ktoré sa nedávno dostalo na novinky, je ten, ktorý je uvedený nižšie Hviezdne vojny náčrtok zahŕňajúci niektorých stormtroopers so skutočne zlým načasovaním. Na konferencii Game Developer's Conference sa minulý týždeň ukázalo. Boli vytvorené spoločnosťami Epic Games (výrobcovia všadeprítomného Unreal Engine) v spolupráci s firmami NVIDIA a Microsoft, aby predviedli nové technológie sledovania lúčov.

Z kontextu je to len hlúpe video. Ale dôležitý kúsok je to, že sa to robí v reálnom čase, ako videohra, nie ako predtým ako film Pixar. V nižšie uvedenom videu zobrazuje moderátor, ktorý približuje fotoaparát cez scénu pomocou ovládacích prvkov v reálnom čase, niečo, čo nie je možné s predbežnou grafikou.

Teoreticky, ak je váš herný počítač dostatočne silný, môže generovať grafiku, ako je to v každej hre pomocou nových efektov sledovania lúčov v nadchádzajúcej verzii demo Unreal.

Technológia naozaj svieti (dostať to?), Pretože toto konkrétne demo obsahuje veľa reflexných a zrkadlových povrchov s nepravidelnou geometriou. Pozrite sa na to, ako sa prostredie odráža v zakrivených paneloch pochrómovanej armády kapitána Phasmy. Rovnako dôležité, všimnite si, ako sa to odráža bližšie a búrlivejšie od bieleho brnenia normálnych stormtroopers. Ide o úroveň realistického osvetlenia, ktoré v dnešných hrách nie je k dispozícii.

Urobí to, aby moje hry vyzerali úžasne?

No, áno - za veľmi špecifických okolností. Táto pokročilá úroveň sledovania lúčov uľahčí videohrám, aby priniesli pôsobivé svetelné efekty, avšak v skutočnosti neposkytujú podrobnejšiu polygonálnu štruktúru grafiky. Nezvyšuje rozlíšenie textúr, ani nezvyšuje plynulosť animácií. Stručne povedané, urobí to, aby osvetlenie bolo reálne a to je o tom.

Uvedené demo je obzvlášť dramatické, pretože vývojári si vybrali znaky a prostredie, kde takmer každý povrch svieti alebo odráža svetlo. Ak používate rovnakú technológiu na to, aby ste povedali, protagonistu Kúzelník, bosorák séria, ktorá jazdí na koni po vidieku, neuvidíte žiadne výraznejšie reflexné plochy okrem jeho meča a možno aj nejakej vody. Zásadné je, že techniky sledovania lúčov nebudú veľa spôsobovať vylepšenie jeho kože, kožušiny koňa, kože jeho odevov atď..

Nadpisy, ktoré vyšli z tejto demonštrácie a tvrdia, že by to malo za následok "filmovú grafiku", boli trochu hyperbole - to by mohlo byť pravda, ak hráte úroveň v sále zrkadiel, ale to je o tom.

Kedy uvidím túto vec v mojich hrách?

Demonštrácia GDC bola príkladom vlastnej technológie sledovania lúčov nazývanej RTX, ktorú teraz rozvíja spoločnosť NVIDIA. Je nastavený na debut v ďalšej sérii high-end grafických kariet GeForce, ktoré sa v súčasnosti hovoria debutovať neskôr v tomto roku s číslami modelu 20XX. Rovnako ako iné proprietárne grafické technológie, ako napríklad PhysX od spoločnosti NVIDIA, pravdepodobne nebudú dostupné pre hráčov, ktorí používajú grafické karty iných výrobcov.

Za týmto účelom RTX využíva aj novú funkciu systému DirectX API špeciálne pre sledovanie lúčov (nazývaný raytracing od spoločnosti Microsoft). Takže zatiaľ čo konkrétne uvedené demografické práce sú spoluprácou medzi spoločnosťami Epic a NVIDIA, nič nebráni konkurujúcim výrobcom ako AMD a Intel, aby vytvorili podobné systémy s podobnými výsledkami.

Jednoducho povedané, uvidíte, že špičkové PC hry začínajú používať tieto techniky na konci roka 2018 a začiatkom roku 2019. Hráči, ktorí investujú do nových grafických kariet v danom čase, budú mať najväčší prínos, ale ak už máte vysokovýkonný herný systém, možno budete môcť použiť niektoré z týchto efektov v hrách kompatibilných s DirectX na vašom aktuálnom hardvéri.

V dôsledku dlhých vývojových časov a statických hardvérových cieľov nebudú konzolové prehrávače zobrazovať túto pokročilejšiu grafiku až do vydania ďalšieho kola herných konzol za niekoľko rokov.

Obrazový kredit: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube