Hva er strålesporing?

Hvis det er én ting spillselskaper vil at du skal bli begeistret for i disse dager, er det ray tracing. Nvidia droppet GTX for RTX bare for å markere viktigheten, AMD og Intel har lagt til ray tracing til grafikkortene sine, og det er til og med tilgjengelig på den nyeste Playstation og Xbox. Spør du dem, er ray tracing fremtiden, og du bør definitivt kjøpe best mulig GPU med mindre du vil gå glipp av noe.

På den annen side har vi hørt denne sangen og dansen før. Sega hypet opp "blast processing", som ikke ble brukt i en eneste Sega Genesis-tittel, og Xbox hypet opp Kinect-bevegelsessensoren før den skrotet den. Det har vært utallige teknologiske moter de siste årene, og er strålesporing annerledes? Her er det du trenger å vite om ray tracing, og om det er nok en billig gimmick eller fremtiden for spillgrafikk.

Strålesporing: en måte å skape mer realistisk belysning på

Enkelt sagt, ray tracing er en måte å nøyaktig gjengi belysning i 3D, og ​​anses å være den beste metoden for å skape realistiske lyseffekter som skygger og refleksjoner. Du tenker kanskje "hva så?" når man sammenligner strålesporing med 4K, VR eller AI, spesielt når god belysning allerede kan oppnås med tradisjonelle 3D-gjengivelsesteknikker som rasterisering. Likevel er ray tracing et middel til å bringe enda mer realisme til 3D-grafikk, og i den forstand er det på samme måte som noe sånt som 4K.

Den enkle forklaringen på strålesporing er at den beregner realistisk belysning ved å gjøre det på samme måte som øynene våre fungerer, men omvendt. For mennesker treffer lysbølger fra solen eller lyspærer enten øynene våre direkte eller spretter av andre objekter til de treffer øynene våre, og deretter behandler hjernen all den informasjonen. For strålesporing sender kameraet ut stråler, og når de treffer noe, reiser de til relevante lyskilder. Hvis strålen treffer et annet objekt mens den går til lyskilden, vil det lage en skygge.

Ray tracing kom inn i spillfellesskapets kollektive bevissthet i 2018 da Nvidia først kunngjorde sin RTX 20-serie, som var de første spill-GPUene som støttet funksjonen. Nvidia oppfant imidlertid ikke strålesporing eller til og med muligheten for et grafikkort for å oppnå det. Strålesporing har eksistert i flere tiår; filmer som Monster hus og Biler ble gjengitt med strålesporing. Det Nvidia oppnådde var å lage maskinvare som var så god på strålesporing at den ikke bare kunne gjengi den mye raskere enn noen gang før, men kunne gjøre det i sanntid, en prestasjon Nvidia kalte "den hellige gral av grafikk."

Hva kan du forvente med ray tracing i spill

Selv om ray tracing ikke bare brukes til spill, er det en stor billettfunksjon for de nyeste GPUene, så jeg vil mest fokusere på hvordan ray tracing påvirker spillopplevelsen. Fordi vi alle liker å spille spill med en framerate på minst 30 FPS, var ray tracing aldri noe før RTX 20-serien, og noen av de første spillene som fikk støtte for ray tracing var spill som Shadow of the Tomb Raider og Battlefield V i 2018. Ikke alle spill implementerer alle mulige strålesporingsfunksjoner, med noen bare med strålesporede skygger eller global belysning, for eksempel.

Til dags dato er de eneste stasjonære GPUene med maskinvareakselerert strålesporing Nvidias RTX 20, 30 og 40-serier, AMDs RX 6000- og 7000-serier og Intels Arc Alchemist-serier. Selv om bildekvaliteten mellom alle disse leverandørene er lik, er ikke ytelsen det. Mens RTX 4080 og RX 7900 XTX yter omtrent det samme i rasteriserte scener uten strålesporing, er 4080 generelt raskere når den er aktivert. AMDs kort er vanligvis svakere for ray tracing enn Nvidias eller Intels. I tillegg drar ray tracing nytte av kraftigere maskinvare, så høyere-end-kort kan få en høyere framerate enn lavere-end. Det er noen smarttelefonbrikkesett som støtter det også, med Væpne's neste generasjon Immortalis GPUer forbedrer det også.

Den eneste tingen som virkelig hindrer ray tracing fra å bli en hjørnestein i videospill, er til syvende og sist mangelen på støtte.

Et betydelig problem for strålesporing er at det er en mye, mye langsommere metode for gjengivelse selv med maskinvareakselerasjon. I de siste titlene vil det høyeste nivået av strålesporing enkelt kutte bildefrekvensen din i to. Og her er kickeren: bare spill delvis ray-trace scener. Så sakte og intensiv er strålesporing. Nvidia presser DLSS som teknologien som gjør ray tracing spillbar ved framerates mer velsmakende enn 30 FPS, men det er ingen vei utenom det faktum at ray tracing er en ytelsesdreper.

Det andre problemet er at det ikke er mange spill som støtter det. Ifølge PCGamingWiki, det er 170 spill med strålesporing, men listen den gir viser bare omtrent 90. Noen av disse spillene er titler som Minecraft og Quake II, som definitivt er flotte spill, men ikke akkurat rike på grafisk troskap sammenlignet med moderne AAA-titler. Ray tracing er allerede på en måte vanskelig å implementere i spill, og når du bare vurderer DX12 og Vulkan støtte ray tracing i utgangspunktet, blir det lett å se hvordan vi bare har noen få støttede spill riktig nå.

Er ray tracing en gimmick eller en genuint nyttig funksjon?

Helt siden Nvidias RTX 20-serie kom ut, har folk kranglet frem og tilbake om nytten av strålesporing. På den ene siden er det unektelig den mest realistiske metoden for å gjengi lys, og det er en fin måte å bruke en high-end rigg med en topp-end GPU og prosessor. Men på den annen side er det en framerate killer og det er bare 20 ray tracing-spill som kommer ut hvert år, i det minste akkurat nå.

Den eneste tingen som virkelig hindrer ray tracing fra å bli en hjørnestein i videospill, er til syvende og sist mangelen på støtte, som har vært et kronisk problem i mange år nå. Da Nvidia først kunngjorde sine første RTX GPUer og RTX-programvare i 2018, lovet det også at ray tracing ville komme til 21 eksisterende og kommende titler. Av disse 21 har den bare kommet seg til 9 av disse titlene i en eller annen form. Strålesporing er ikke engang inne Atomisk hjerte, som Nvidia promoterte kraftig fra og med 2018.

For øyeblikket, selv om du har en GPU som støtter maskinvareakselerert strålesporing, kan det hende at ytelsen ikke er god nok til å rettferdiggjøre å slå den på. Det er ikke dermed sagt at teknologien ikke har en fremtid, men her og nå er ray tracing en nisjefunksjon, et sted mellom en gimmick og den neste store tingen. Vi vet at det kan få 3D-scener til å se bra ut etter de nyeste filmene, men det krever at ray tracing er i flere spill, og å ha raskere grafikkort vil også være bra.