Какво е проследяване на лъчи?

Ако има нещо, от което компаниите за игри искат да се вълнувате в наши дни, това е проследяването на лъчи. Nvidia се отказа от GTX за RTX само за да подчертае важността му, AMD и Intel добавиха проследяване на лъчи към своите графични карти и дори е налично на най-новите Playstation и Xbox. Ако питате тях, проследяването на лъчи е бъдещето и определено трябва да купите възможно най-добрият GPU освен ако не искате да пропуснете.

От друга страна, тази песен и танц сме я чували и преди. Sega раздуха „взривната обработка“, която не беше използвана в нито едно заглавие на Sega Genesis, а Xbox раздуха сензора за движение Kinect, преди да го изхвърли. Имаше безброй технологични прищявки през последните няколко години и дали трасирането на лъчи е различно? Ето какво трябва да знаете за проследяването на лъчи и дали е поредният евтин трик или бъдещето на игралната графика.

Проследяване на лъчи: начин за създаване на по-реалистично осветление

Просто казано, проследяването на лъчи е начин за точно изобразяване на осветление в 3D и се счита за най-добрият метод за създаване на реалистични светлинни ефекти като сенки и отражения. Може да си помислите "и какво от това?" когато сравнявате проследяването на лъчи с 4K, VR или AI, особено когато доброто осветление вече може да бъде постигнато с традиционни техники за 3D изобразяване, като растеризация. Все пак проследяването на лъчи е средство за внасяне на още повече реализъм в 3D графиките и в този смисъл е в същия дух като нещо като 4K.

Простото обяснение за проследяването на лъчи е, че изчислява реалистично осветление, като го прави по същия начин, по който работят нашите очи, но в обратен ред. За хората светлинните вълни от слънцето или електрическите крушки или удрят очите ни директно, или отскачат от други обекти, докато не ударят очите ни, и след това мозъкът обработва цялата тази информация. За проследяване на лъчи камерата изпраща лъчи и когато те ударят нещо, те пътуват до всички съответни източници на светлина. Ако лъчът удари друг обект, докато отива към източника на светлина, това ще направи сянка.

Проследяването на лъчи навлезе в колективното съзнание на общността на игрите през 2018 г., когато Nvidia за първи път обяви своята серия RTX 20, които бяха първите графични процесори за игри, поддържащи тази функция. Nvidia обаче не е изобретила проследяването на лъчи или дори възможността за графична карта да го постигне. Проследяването на лъчи съществува от десетилетия; филми като Чудовищна къща и автомобили бяха изобразени с проследяване на лъчи. Това, което Nvidia постигна, беше създаването на хардуер, който беше толкова добър в проследяването на лъчи, че не само можеше да го визуализира много по-бързо от всякога, но можеше да го прави в реално време, постижение, което Nvidia нарече „свещения граал на графики."

Какво да очаквате с проследяване на лъчи в игрите

Въпреки че проследяването на лъчи не се използва само за игри, това е функция с голям билет за най-новите графични процесори, така че ще се съсредоточа най-вече върху това как проследяването на лъчи влияе върху игровото изживяване. Тъй като всички обичаме да играем игри с честота на кадрите от поне 30 FPS, проследяването на лъчи никога не е било нещо преди серията RTX 20 и някои от първите игри, които получиха поддръжка за проследяване на лъчи, бяха игри като Shadow of the Tomb Raider и Бойно поле V през 2018 г. Не всички игри прилагат всички възможни функции за проследяване на лъчи, като някои включват само сенки с проследяване на лъчи или глобално осветление, например.

Към днешна дата единствените графични процесори за настолни компютри с хардуерно ускорено проследяване на лъчи са сериите RTX 20, 30 и 40 на Nvidia, сериите RX 6000 и 7000 на AMD и серията Arc Alchemist на Intel. Въпреки че качеството на изображението между всички тези доставчици е еднакво, производителността не е. Докато RTX 4080 и RX 7900 XTX се представят приблизително еднакво в растеризирани сцени без проследяване на лъчи, 4080 обикновено е по-бърз, когато е активиран. Картите на AMD обикновено са по-слаби за проследяване на лъчи от тези на Nvidia или Intel. Освен това проследяването на лъчи се възползва от по-мощен хардуер, така че картите от по-висок клас могат да получат по-висока честота на кадрите от тези от по-нисък клас. Има някои чипсети за смартфони, които също го поддържат, с Arm'с следващото поколение графични процесори Immortalis подобряване и на него.

Единственото нещо, което наистина пречи на проследяването на лъчи да се превърне в крайъгълен камък на видеоигрите, в крайна сметка е липсата на поддръжка.

Един значителен проблем за проследяването на лъчи е, че това е много, много по-бавен метод за изобразяване дори с хардуерно ускорение. В най-новите заглавия най-високото ниво на проследяване на лъчи лесно ще намали честотата ви на кадри наполовина. И ето най-важното: само игри частично сцени с проследяване на лъчи. Ето колко бавно и интензивно е проследяването на лъчите. Nvidia натиска DLSS като технологията, която прави проследяването на лъчи възпроизвеждано при кадрови честоти, по-приятни от 30 FPS, но няма как да заобиколите факта, че проследяването на лъчи е убиец на производителността.

Другият проблем е, че няма много игри, които го поддържат. Според PCGamingWiki, има 170 игри с проследяване на лъчи, но списъкът, който предоставя, показва само около 90. Някои от тези игри са заглавия като Minecraft и Quake II, които определено са страхотни игри, но не са особено богати на графична прецизност в сравнение със съвременните AAA заглавия. Проследяването на лъчи вече е доста трудно за прилагане в игрите и като вземете предвид само DX12 и Vulkan поддръжка на проследяване на лъчи на първо място, става лесно да се види как имаме само няколко поддържани игри сега.

Дали трасирането на лъчи е трик или наистина полезна функция?

Откакто се появи серията RTX 20 на Nvidia, хората спорят напред-назад за полезността на проследяването на лъчи. От една страна, това безспорно е най-реалистичният метод за изобразяване на светлина и е чудесен начин да използвате платформа от висок клас с графичен процесор от най-висок клас и процесор. Но от друга страна, това е убиец на честотата на кадрите и има само около 20 игри за проследяване на лъчи, които излизат всяка година, поне в момента.

Единственото нещо, което наистина пречи на проследяването на лъчи да стане крайъгълен камък на видеоигрите, в крайна сметка е липсата на поддръжка, която е хроничен проблем от години. Когато Nvidia за първи път обяви първите си RTX графични процесори и RTX софтуер през 2018 г., тя също така обеща, че проследяването на лъчи ще дойде в 21 съществуващи и предстоящи заглавия. От тези 21, той е стигнал само до 9 от тези заглавия под една или друга форма. Проследяването на лъчи дори не е включено Атомно сърце, който Nvidia силно рекламира от 2018 г.

В момента, дори ако имате графичен процесор, който поддържа хардуерно ускорено проследяване на лъчи, производителността може да не е достатъчно добра, за да оправдае включването му. Това не означава, че технологията няма бъдеще, но тук и сега проследяването на лъчи е нишова функция, нещо средно между трик и следващото голямо нещо. Знаем, че може да направи 3D сцените да изглеждат страхотно, съдейки по най-новите филми, но това изисква проследяване на лъчи, за да бъде в повече игри, а наличието на по-бързи графични карти също би било добре.