Co to jest śledzenie promieni?

Jeśli jest jedna rzecz, którą firmy zajmujące się grami chcą, abyś był podekscytowany w dzisiejszych czasach, to jest to ray tracing. Nvidia porzuciła GTX na rzecz RTX tylko po to, by podkreślić jego znaczenie, AMD i Intel dodały ray tracing do swoich kart graficznych, a nawet jest dostępny na najnowszych Playstation i Xbox. Jeśli ich zapytasz, ray tracing to przyszłość i zdecydowanie powinieneś go kupić najlepsze możliwe GPU chyba że chcesz przegapić.

Z drugiej strony, słyszeliśmy już tę piosenkę i taniec. Sega podkręciła „przetwarzanie strumieniowe”, które nie zostało użyte w jednym tytule Sega Genesis, a Xbox podkręcił czujnik ruchu Kinect, zanim go złomował. W ciągu ostatnich kilku lat pojawiły się niezliczone mody technologiczne i czy ray tracing jest inny? Oto, co musisz wiedzieć o ray tracingu i czy jest to kolejny tani chwyt, czy przyszłość grafiki do gier.

Ray tracing: sposób na stworzenie bardziej realistycznego oświetlenia

Mówiąc najprościej, ray tracing to sposób dokładnego renderowania oświetlenia w 3D i jest uważany za najlepszą metodę tworzenia realistycznych efektów świetlnych, takich jak cienie i odbicia. Możesz pomyśleć „co z tego?” porównując ray tracing z 4K, VR lub AI, zwłaszcza gdy dobre oświetlenie można już uzyskać za pomocą tradycyjnych technik renderowania 3D, takich jak rasteryzacja. Mimo to ray tracing jest sposobem na zwiększenie realizmu grafiki 3D iw tym sensie jest w tym samym duchu, co coś w rodzaju 4K.

Prostym wyjaśnieniem śledzenia promieni jest to, że oblicza realistyczne oświetlenie, robiąc to w ten sam sposób, w jaki działają nasze oczy, ale w odwrotnej kolejności. W przypadku ludzi fale świetlne ze słońca lub żarówek albo uderzają bezpośrednio w nasze oczy, albo odbijają się od innych obiektów, aż dotrą do naszych oczu, a następnie mózg przetwarza wszystkie te informacje. W przypadku śledzenia promieni kamera wysyła promienie, a gdy w coś uderzą, przemieszczają się następnie do odpowiednich źródeł światła. Jeśli promień uderzy w inny obiekt, idąc do źródła światła, stworzy to cień.

Ray tracing wszedł do zbiorowej świadomości społeczności graczy w 2018 roku, kiedy Nvidia po raz pierwszy ogłosiła swoją serię RTX 20, które były pierwszymi procesorami graficznymi do gier obsługującymi tę funkcję. Jednak Nvidia nie wynalazła ray tracingu ani nawet możliwości karty graficznej, aby to osiągnąć. Ray tracing istnieje od dziesięcioleci; filmy jak Potworny Dom I Samochody zostały wyrenderowane za pomocą ray tracingu. To, czego Nvidia dokonała, to stworzenie sprzętu, który był tak dobry w ray tracingu, że mógł go nie tylko renderować znacznie szybciej niż kiedykolwiek wcześniej, ale mógł to zrobić w czasie rzeczywistym, osiągnięcie, które Nvidia nazwała „świętym Graalem”. grafika."

Czego można się spodziewać po ray tracingu w grach

Chociaż ray tracing nie jest używany wyłącznie w grach, jest to bardzo ważna funkcja dla najnowszych procesorów graficznych, więc skupię się głównie na tym, jak ray tracing wpływa na wrażenia z gry. Ponieważ wszyscy lubimy grać w gry z liczbą klatek na sekundę co najmniej 30 klatek na sekundę, ray tracing nigdy nie był czymś przed serią RTX 20, a niektóre z pierwszych gier, które otrzymały obsługę ray tracingu, to gry takie jak Cień Tomb Raidera I Pole bitwy V w 2018 roku Nie wszystkie gry implementują wszystkie możliwe funkcje śledzenia promieni, a niektóre zawierają na przykład tylko cienie lub globalne oświetlenie oparte na ray tracingu.

Do tej pory jedynymi procesorami graficznymi do komputerów stacjonarnych z akceleracją sprzętową ray tracingu są serie RTX 20, 30 i 40 firmy Nvidia, serie RX 6000 i 7000 firmy AMD oraz seria Arc Alchemist firmy Intel. Chociaż jakość obrazu wszystkich tych dostawców jest taka sama, wydajność nie. Podczas gdy RTX 4080 i RX 7900 XTX działają mniej więcej tak samo w scenach rastrowych bez ray tracingu, 4080 jest generalnie szybszy, gdy jest włączony. Karty AMD są zwykle słabsze do ray tracingu niż karty Nvidii czy Intela. Ponadto ray tracing korzysta z mocniejszego sprzętu, więc karty z wyższej półki mogą uzyskać wyższą liczbę klatek na sekundę niż karty z niższej półki. Istnieje kilka chipsetów smartfonów, które również to obsługują Ramię'S następna generacja procesorów graficznych Immortalis poprawiając go również.

Jedyną rzeczą, która naprawdę uniemożliwia ray tracingowi stanie się kamieniem węgielnym gier wideo, jest ostatecznie brak wsparcia.

Istotnym problemem związanym z ray tracingiem jest to, że jest to znacznie wolniejsza metoda renderowania, nawet przy akceleracji sprzętowej. W najnowszych tytułach najwyższy poziom ray tracingu z łatwością obniży liczbę klatek na sekundę o połowę. A oto kicker: tylko gry częściowo sceny ze śledzeniem promienia. Oto jak powolny i intensywny jest ray tracing. Nvidia naciska DLSS jako technologię, która sprawia, że ​​ray tracing można odtwarzać z liczbą klatek na sekundę przyjemniejszą niż 30 FPS, ale nie można obejść faktu, że ray tracing to zabójca wydajności.

Innym problemem jest to, że nie ma wielu gier, które to obsługują. Według PCGamingWiki, istnieje 170 gier ze śledzeniem promieni, ale lista, którą udostępnia, pokazuje tylko około 90. Niektóre z tych gier to takie tytuły Minecraft I Trzęsienie II, które są zdecydowanie świetnymi grami, ale nie do końca bogatymi w wierność graficzną w porównaniu do nowoczesnych tytułów AAA. Ray tracing jest już dość trudny do zaimplementowania w grach, biorąc pod uwagę tylko DX12 i Vulkan obsługując ray tracing, łatwo zauważyć, że mamy tylko kilka obsługiwanych gier Teraz.

Czy śledzenie promieni to sztuczka, czy naprawdę przydatna funkcja?

Odkąd pojawiła się seria RTX 20 firmy Nvidia, ludzie spierali się o użyteczność ray tracingu. Z jednej strony jest to niezaprzeczalnie najbardziej realistyczna metoda renderowania światła i świetny sposób na użycie wysokiej klasy sprzętu z najwyższej klasy procesorem graficznym i procesor. Ale z drugiej strony jest to zabójca liczby klatek na sekundę, a co roku pojawia się tylko około 20 gier wykorzystujących ray tracing, przynajmniej teraz.

Jedyną rzeczą, która naprawdę uniemożliwia ray tracingowi stanie się kamieniem węgielnym gier wideo, jest ostatecznie jego brak wsparcia, który jest chronicznym problemem od lat. Kiedy Nvidia po raz pierwszy ogłosiła swoje pierwsze procesory graficzne RTX i oprogramowanie RTX w 2018 roku, obiecała również, że ray tracing pojawi się w 21 istniejących i nadchodzących tytułach. Spośród tych 21, w takiej czy innej formie dotarł tylko do 9 z tych tytułów. Ray tracingu nawet nie ma Atomowe Serce, którą Nvidia mocno promowała od 2018 roku.

Obecnie, nawet jeśli masz kartę graficzną obsługującą sprzętową akcelerację ray tracingu, wydajność może nie być wystarczająco dobra, aby uzasadnić jej włączenie. Nie oznacza to, że technologia nie ma przyszłości, ale tu i teraz ray tracing jest funkcją niszową, gdzieś pomiędzy sztuczką a kolejną wielką rzeczą. Wiemy, że sceny 3D mogą wyglądać świetnie, sądząc po najnowszych filmach, ale wymaga to ray tracingu w większej liczbie gier, a szybsze karty graficzne też by się przydały.