Hvad er ray tracing?

Hvis der er én ting, som spilfirmaer vil have dig til at blive begejstret for i disse dage, så er det ray tracing. Nvidia droppede GTX til RTX bare for at fremhæve dets betydning, AMD og Intel har tilføjet ray-tracing til deres grafikkort, og det er endda tilgængeligt på den nyeste Playstation og Xbox. Hvis du spørger dem, er ray tracing fremtiden, og du bør bestemt købe den bedst mulige GPU medmindre du vil gå glip af noget.

På den anden side har vi hørt denne sang og dans før. Sega hypede "blast processing", som ikke blev brugt i en eneste Sega Genesis-titel, og Xbox hypede Kinect-bevægelsessensoren op, før den skrottede den. Der har været utallige teknologiske modevaner i løbet af de sidste par år, og er ray tracing anderledes? Her er hvad du behøver at vide om ray tracing, og om det er endnu en billig gimmick eller fremtiden for gaming-grafik.

Strålesporing: en måde at skabe mere realistisk belysning

Kort sagt, ray tracing er en måde at nøjagtigt gengive belysning i 3D og anses for at være den bedste metode til at skabe realistiske lyseffekter som skygger og refleksioner. Du tænker måske "hvad så?" når man sammenligner ray tracing med 4K, VR eller AI, især når god belysning allerede kan opnås med traditionelle 3D-gengivelsesteknikker såsom rasterisering. Alligevel er ray tracing et middel til at bringe endnu mere realisme til 3D-grafik, og i den forstand er det på samme måde som noget som 4K.

Den enkle forklaring på strålesporing er, at den beregner realistisk belysning ved at gøre det på samme måde, som vores øjne fungerer, men omvendt. For mennesker rammer lysbølger fra solen eller pærer enten vores øjne direkte eller preller af andre genstande, indtil de rammer vores øjne, og så behandler hjernen al den information. Til strålesporing udsender kameraet stråler, og når de rammer noget, rejser de til relevante lyskilder. Hvis strålen rammer en anden genstand, mens den går til lyskilden, vil det danne en skygge.

Ray tracing kom ind i gaming-fællesskabets kollektive bevidsthed i 2018, da Nvidia først annoncerede sin RTX 20-serie, som var de første gaming-GPU'er, der understøttede funktionen. Nvidia opfandt dog ikke ray tracing eller endda muligheden for et grafikkort til at udføre det. Strålesporing har eksisteret i årtier; film som Monsterhus og Biler blev gengivet med strålesporing. Hvad Nvidia opnåede var at skabe hardware, der var så god til ray tracing, at den ikke kun kunne gengive den meget hurtigere end nogensinde før, men kunne gøre det i realtid, en præstation Nvidia kaldte "den hellige gral af grafik."

Hvad kan man forvente med ray tracing i spil

Selvom ray-tracing ikke udelukkende bruges til spil, er det en stor billet-funktion til de nyeste GPU'er, så jeg vil mest fokusere på, hvordan ray-tracing påvirker spiloplevelsen. Fordi vi alle kan lide at spille spil med en framerate på mindst 30 FPS, var ray-tracing aldrig noget før RTX 20-serien, og nogle af de første spil, der fik ray-tracing-understøttelse, var spil som f.eks. Shadow of the Tomb Raider og Battlefield V i 2018. Ikke alle spil implementerer alle de mulige ray-tracing-funktioner, hvor nogle kun byder på strålesporede skygger eller global belysning, for eksempel.

Til dato er de eneste desktop GPU'er med hardware-accelereret ray tracing Nvidias RTX 20, 30 og 40 serier, AMD's RX 6000 og 7000 serier og Intels Arc Alchemist serier. Selvom billedkvaliteten mellem alle disse leverandører er ens, er ydeevnen det ikke. Mens RTX 4080 og RX 7900 XTX udfører omtrent det samme i rasteriserede scener uden strålesporing, er 4080 generelt hurtigere, når den er aktiveret. AMDs kort er normalt svagere til ray tracing end Nvidias eller Intels. Derudover drager ray-tracing fordel af mere kraftig hardware, så high-end-kort kan få en højere framerate end lavere-end-kort. Der er nogle smartphone-chipsæt, der også understøtter det Arm's næste generation af Immortalis GPU'er også forbedre det.

Den ene ting, der virkelig forhindrer ray tracing i at blive en hjørnesten i videospil, er i sidste ende dens manglende støtte.

Et væsentligt problem for strålesporing er, at det er en meget, meget langsommere metode til gengivelse selv med hardwareacceleration. I de seneste titler vil det højeste niveau af ray tracing nemt halvere din framerate. Og her er kickeren: kun spil delvist ray-trace scener. Så langsom og intensiv er strålesporing. Nvidia skubber DLSS som teknologien, der gør ray tracing afspilbar ved framerates mere velsmagende end 30 FPS, men der er ingen udenom det faktum, at ray tracing er en præstationsdræber.

Det andet problem er, at der ikke er mange spil, der understøtter det. Ifølge PCGamingWiki, der er 170 spil med ray tracing, men listen, den giver, viser kun omkring 90. Nogle af disse spil er titler som Minecraft og Quake II, som bestemt er fantastiske spil, men ikke ligefrem rige på grafisk troskab sammenlignet med moderne, AAA-titler. Ray-tracing er allerede lidt svært at implementere i spil, og når man kun tænker på DX12 og Vulkan understøtter ray tracing i første omgang, bliver det nemt at se, hvordan vi kun har nogle få understøttede spil rigtige nu.

Er ray tracing en gimmick eller en virkelig nyttig funktion?

Lige siden Nvidias RTX 20-serie kom ud, har folk skændtes frem og tilbage om nytten af ​​ray-tracing. På den ene side er det unægtelig den mest realistiske metode til at gengive lys, og det er en fantastisk måde at bruge en high-end rig med en top-end GPU og CPU. Men på den anden side er det en framerate-dræber, og der er kun 20 ray-tracing-spil, der udkommer hvert år, i hvert fald lige nu.

Den ene ting, der virkelig forhindrer ray tracing i at blive en hjørnesten i videospil, er i sidste ende dets manglende støtte, som har været et kronisk problem i årevis nu. Da Nvidia først annoncerede sine første RTX GPU'er og RTX-software i 2018, lovede det også, at ray-tracing ville komme til 21 eksisterende og kommende titler. Af disse 21 er den kun nået til 9 af disse titler i en eller anden form. Strålesporing er ikke engang med Atomisk hjerte, som Nvidia promoverede kraftigt med start i 2018.

På nuværende tidspunkt, selvom du har en GPU, der understøtter hardware-accelereret ray tracing, er ydeevnen muligvis ikke god nok til at berettige at tænde den. Dermed ikke sagt, at teknologien ikke har en fremtid, men her og nu er ray tracing en nichefunktion, et sted mellem en gimmick og den næste store ting. Vi ved, at det kan få 3D-scener til at se godt ud efter de nyeste film, men det kræver, at ray-tracing er i flere spil, og at have hurtigere grafikkort ville også være godt.