Mitä on säteen jäljitys?

Jos peliyritykset haluavat sinun innostuvan näinä päivinä, se on säteen jäljitys. Nvidia luopui GTX: stä RTX: lle korostaakseen sen tärkeyttä, AMD ja Intel ovat lisänneet säteenseurannan näytönohjainkortteihinsa, ja se on saatavilla jopa uusimmille Playstationille ja Xboxille. Jos kysyt heiltä, ​​ray tracing on tulevaisuus, ja sinun pitäisi ehdottomasti ostaa paras mahdollinen GPU ellet halua missata.

Toisaalta olemme kuulleet tämän laulun ja tanssin ennenkin. Sega hyppäsi "räjähdyskäsittelyyn", jota ei käytetty yhdessäkään Sega Genesis -pelissä, ja Xbox hyppäsi Kinect-liiketunnistimeen ennen sen romuttamista. Viime vuosien aikana on ollut lukemattomia teknologisia villityksiä, ja onko säteenjäljitys erilaista? Tässä on mitä sinun tulee tietää säteen jäljityksestä ja siitä, onko kyseessä toinen halpa temppu vai peligrafiikan tulevaisuus.

Säteenseuranta: tapa luoda realistisempi valaistus

Yksinkertaisesti sanottuna säteenseuranta on tapa hahmontaa valaistus tarkasti 3D-muodossa, ja sitä pidetään parhaana tapana luoda realistisia valotehosteita, kuten varjoja ja heijastuksia. Saatat ajatella "niin mitä?" kun verrataan säteen jäljitystä 4K-, VR- tai tekoälyyn, varsinkin kun hyvä valaistus voidaan jo saavuttaa perinteisillä 3D-renderöintitekniikoilla, kuten rasteroinnilla. Silti säteenseuranta on keino tuoda 3D-grafiikkaan entistäkin realistisempaa, ja siinä mielessä se on samansuuntainen kuin 4K.

Yksinkertainen selitys säteenseurannalle on, että se laskee realistisen valaistuksen tekemällä sen samalla tavalla kuin silmämme toimivat, mutta päinvastoin. Ihmisille auringon tai lamppujen valoaallot joko osuvat suoraan silmiimme tai pomppaavat muista esineistä, kunnes ne osuvat silmiimme, ja sitten aivot käsittelevät kaiken tämän tiedon. Säteenseurantaa varten kamera lähettää säteitä, ja kun ne osuvat johonkin, ne kulkevat sitten asiaankuuluviin valonlähteisiin. Jos säde osuu toiseen kohteeseen menessään valonlähteeseen, se muodostaa varjon.

Säteenseuranta tuli peliyhteisön yhteiseen tietoisuuteen vuonna 2018, kun Nvidia julkisti ensimmäisen kerran RTX 20 -sarjansa, jotka olivat ensimmäiset pelin GPU: t, jotka tukevat ominaisuutta. Nvidia ei kuitenkaan keksinyt säteenseurantaa tai edes näytönohjaimen kykyä suorittaa sitä. Säteenseuranta on ollut olemassa vuosikymmeniä; elokuvia kuten Hirviötalo ja Autot renderöitiin sädejäljityksellä. Nvidia sai aikaan laitteiston, joka oli niin hyvä säteen jäljittämisessä, että se ei pystynyt ainoastaan ​​hahmottamaan sitä paljon nopeammin kuin koskaan ennen, mutta pystyi tekemään sen reaaliajassa, saavutusta Nvidia kutsui "pyhäksi maljaksi". grafiikkaa."

Mitä odottaa pelien säteenseurannasta

Vaikka säteenseurantaa ei käytetä pelkästään peleissä, se on iso lippuominaisuus uusimmille grafiikkasuorituksille, joten keskityn enimmäkseen siihen, miten säteenseuranta vaikuttaa pelikokemukseen. Koska me kaikki tykkäämme pelata pelejä, joiden kuvataajuus on vähintään 30 FPS, säteenseuranta ei ollut koskaan ollut juttu ennen RTX 20 -sarjaa, ja jotkin ensimmäisistä peleistä, jotka saivat säteenseurantatuen, olivat mm. Tomb Raiderin varjo ja Battlefield V vuonna 2018. Kaikissa peleissä ei ole kaikkia mahdollisia säteenseurantaominaisuuksia, ja joissakin on esimerkiksi vain säteen jäljitettyjä varjoja tai globaalia valaistusta.

Toistaiseksi ainoat pöytätietokoneiden GPU: t, joissa on laitteistokiihdytetty säteenseuranta, ovat Nvidian RTX 20-, 30- ja 40-sarjat, AMD: n RX 6000- ja 7000-sarjat sekä Intelin Arc Alchemist -sarja. Vaikka kuvanlaatu kaikkien näiden valmistajien välillä on sama, suorituskyky ei ole. Vaikka RTX 4080 ja RX 7900 XTX toimivat suunnilleen samalla tavalla rasteroiduissa kohtauksissa ilman säteen jäljitystä, 4080 on yleensä nopeampi, kun se on käytössä. AMD: n kortit ovat yleensä heikompia säteenseurannassa kuin Nvidian tai Intelin kortit. Lisäksi säteenseuranta hyötyy tehokkaammasta laitteistosta, joten korkeamman luokan kortit voivat saada korkeamman kuvanopeuden kuin alemman luokan kortit. Jotkut älypuhelinpiirisarjat tukevat myös sitä Arm's seuraavan sukupolven Immortalis-grafiikkasuorittimet parantaa myös sitä.

Ainoa asia, joka todella estää säteen jäljittämisestä muodostumasta videopelien kulmakiveksi, on viime kädessä sen tuen puute.

Yksi merkittävä ongelma säteenseurannassa on, että se on paljon, paljon hitaampi tapa renderöidä jopa laitteistokiihdytyksen kanssa. Uusimmissa nimikkeissä korkein säteenseurantataso leikkaa kuvanopeuden helposti puoleen. Ja tässä on kicker: vain pelit osittain ray-trace kohtauksia. Näin hidasta ja intensiivistä säteenseuranta on. Nvidia työntää DLSS tekniikka, joka tekee säteenseurannasta toistettavan kehystaajuuksilla, jotka ovat maukkaampia kuin 30 FPS, mutta ei voi kiertää sitä tosiasiaa, että säteenseuranta on suorituskyvyn tappaja.

Toinen ongelma on, että monet pelit eivät tue sitä. Mukaan PCGamingWiki, on 170 peliä, joissa on säteenseuranta, mutta sen tarjoamassa luettelossa näkyy vain noin 90. Jotkut näistä peleistä ovat nimikkeitä Minecraft ja Quake II, jotka ovat ehdottomasti mahtavia pelejä, mutta eivät aivan graafisesti tarkkoja verrattuna nykyaikaisiin AAA-peleihin. Säteenseuranta on jo jotenkin vaikea toteuttaa peleissä, ja kun otetaan huomioon vain DX12 ja Vulkan Tukee ensinnäkin säteen seurantaa, on helppo nähdä, kuinka meillä on vain muutama tuettu peli oikein nyt.

Onko säteenseuranta temppu vai todella hyödyllinen ominaisuus?

Siitä lähtien, kun Nvidian RTX 20 -sarja ilmestyi, ihmiset ovat kiistelleet edestakaisin säteenseurannan hyödyllisyydestä. Toisaalta se on kiistatta realistisin menetelmä valon tuottamiseen, ja se on loistava tapa käyttää huippuluokan laitetta huippuluokan GPU: lla ja prosessori. Mutta toisaalta, se on kehysnopeuden tappaja, ja joka vuosi ilmestyy vain noin 20 säteenjäljityspeliä, ainakin tällä hetkellä.

Ainoa asia, joka todella estää säteen jäljityksestä muodostumasta videopelien kulmakiveksi, on viime kädessä sen tuen puute, joka on ollut krooninen ongelma jo vuosia. Kun Nvidia julkisti ensimmäiset RTX-grafiikkasuorittinsa ja RTX-ohjelmistonsa vuonna 2018, se lupasi myös säteenseurantaa koskevan 21 olemassa olevan ja tulevan pelin. Näistä 21:stä se on päässyt vain yhdeksään niistä tavalla tai toisella. Säteen jäljitys ei ole edes käytössä Atomi sydän, jota Nvidia mainosti voimakkaasti vuodesta 2018 alkaen.

Tällä hetkellä, vaikka sinulla olisi laitteistokiihdytettyä säteenseurantaa tukeva grafiikkasuoritin, suorituskyky ei ehkä ole riittävän hyvä sen käynnistämiseksi. Tämä ei tarkoita sitä, etteikö tekniikalla olisi tulevaisuutta, mutta tässä ja nyt säteenseuranta on kapean ominaisuus, jossain tempun ja seuraavan suuren asian välissä. Tiedämme, että se voi saada 3D-kohtaukset näyttämään upeilta uusimpien elokuvien perusteella, mutta se vaatii säteenseurantaa useammissa peleissä, ja nopeammat näytönohjaimet olisi myös hyvä.