Kaj je sledenje žarkom?

Če podjetja, ki igrajo igre na srečo, želijo, da bi vas dandanes navdušila nad eno stvarjo, je to sledenje žarkom. Nvidia je opustila GTX za RTX samo zato, da bi poudarila njegovo pomembnost, AMD in Intel sta svojim grafičnim karticam dodala sledenje žarkom, na voljo pa je celo na najnovejših konzolah Playstation in Xbox. Če vprašate njih, je sledenje žarkom prihodnost in vsekakor bi morali kupiti najboljši možni GPU razen če želite zamuditi.

Po drugi strani pa smo to pesem in ples že slišali. Sega je razvnela "blast obdelavo", ki ni bila uporabljena v niti enem naslovu Sega Genesis, Xbox pa je razvnel senzor gibanja Kinect, preden ga je ukinil. V zadnjih nekaj letih je bilo nešteto tehnoloških modnih muh in ali je sledenje žarkom kaj drugačno? Tukaj je tisto, kar morate vedeti o sledenju žarkom in ali je to še en poceni trik ali prihodnost igralne grafike.

Sledenje žarkom: način za ustvarjanje bolj realistične osvetlitve

Preprosto povedano, sledenje žarkom je način za natančno upodabljanje osvetlitve v 3D in velja za najboljšo metodo za ustvarjanje realističnih svetlobnih učinkov, kot so sence in odsevi. Morda mislite "pa kaj?" ko primerjamo sledenje žarkom s 4K, VR ali AI, še posebej, če je dobro osvetlitev že mogoče doseči s tradicionalnimi tehnikami 3D upodabljanja, kot je rastrizacija. Kljub temu je sledenje žarkom sredstvo za vnos še več realizma v 3D-grafiko in v tem smislu je v istem smislu kot nekaj, kot je 4K.

Preprosta razlaga za sledenje žarkom je, da izračuna realistično osvetlitev na enak način, kot delujejo naše oči, vendar obratno. Pri ljudeh svetlobni valovi sonca ali žarnic zadenejo naše oči neposredno ali se odbijajo od drugih predmetov, dokler ne zadenejo naših oči, nato pa možgani obdelajo vse te informacije. Za sledenje žarkom kamera pošilja žarke, in ko ti nekaj zadenejo, potujejo do ustreznih virov svetlobe. Če žarek med potjo do vira svetlobe zadene drug predmet, bo to naredilo senco.

Sledenje žarkom je vstopilo v kolektivno zavest igralske skupnosti leta 2018, ko je Nvidia prvič objavila svojo serijo RTX 20, ki so bile prve igralne grafične kartice, ki podpirajo to funkcijo. Vendar pa Nvidia ni izumila sledenja žarkom ali celo zmožnosti grafične kartice, da bi to dosegla. Sledenje žarkom obstaja že desetletja; filmi kot Hiša pošasti in Avtomobili so bili upodobljeni s sledenjem žarkom. Kar je Nvidia dosegla, je bilo ustvarjanje strojne opreme, ki je bila tako dobra pri sledenju žarkom, da je ni mogla samo upodabljati veliko hitrejši kot kdaj koli prej, vendar je to lahko storil v realnem času, dosežek, ki ga je Nvidia poimenovala "sveti gral grafika."

Kaj pričakovati s sledenjem žarkom v igrah

Čeprav se sledenje žarkom ne uporablja samo za igre, je funkcija za najnovejše grafične procesorje velika cena, zato se bom osredotočil predvsem na to, kako sledenje žarkom vpliva na igralno izkušnjo. Ker vsi radi igramo igre s hitrostjo sličic vsaj 30 sličic na sekundo, sledenje žarkom nikoli ni bilo pred serijo RTX 20 in nekatere od prvih iger, ki so dobile podporo za sledenje žarkom, so bile igre, kot Shadow of the Tomb Raider in Battlefield V leta 2018. Vse igre ne izvajajo vseh možnih funkcij sledenja žarkom, nekatere imajo na primer samo sence s sledenjem žarkom ali globalno osvetlitev.

Do danes so edini namizni grafični procesorji s strojno pospešenim sledenjem žarkom Nvidijine serije RTX 20, 30 in 40, AMD-jevi seriji RX 6000 in 7000 ter Intelova serija Arc Alchemist. Čeprav je kakovost slike pri vseh teh prodajalcih enaka, zmogljivost ni. Medtem ko RTX 4080 in RX 7900 XTX delujeta približno enako v rastriziranih prizorih brez sledenja žarkom, je 4080 na splošno hitrejši, ko je omogočen. AMD-jeve kartice so običajno šibkejše za sledenje žarkom kot Nvidijine ali Intelove. Poleg tega ima sledenje žarkom koristi od močnejše strojne opreme, tako da lahko kartice višjega cenovnega razreda dosežejo višjo hitrost sličic kot tiste nižjega cenovnega razreda. Obstaja tudi nekaj naborov čipov za pametne telefone, ki to podpirajo Roka's naslednja generacija grafičnih procesorjev Immortalis ga tudi izboljšati.

Edina stvar, ki resnično preprečuje, da bi sledenje žarkom postalo temelj video iger, je navsezadnje pomanjkanje podpore.

Ena od pomembnih težav pri sledenju žarkom je, da je to veliko, veliko počasnejša metoda upodabljanja tudi s strojnim pospeševanjem. V najnovejših naslovih bo najvišja stopnja sledenja žarkom vašo hitrost sličic zlahka prepolovila. In tukaj je zanimivost: samo igre delno prizori s sledmi žarkov. Tako je počasno in intenzivno sledenje žarkom. Nvidia pritiska DLSS kot tehnologijo, ki omogoča igranje sledenja žarkom pri hitrosti sličic, ki je prijetnejša od 30 sličic na sekundo, vendar se ni mogoče izogniti dejstvu, da je sledenje žarkom ubijalec zmogljivosti.

Druga težava je, da ni veliko iger, ki to podpirajo. Glede na PCGamingWiki, obstaja 170 iger s sledenjem žarkom, vendar seznam, ki ga ponuja, prikazuje le približno 90. Nekatere od teh iger so podobni naslovom Minecraft in Potres II, ki so vsekakor odlične igre, vendar ne ravno bogate grafične zvestobe v primerjavi s sodobnimi, AAA naslovi. Ray tracing je že nekako težko implementirati v igre, in če upoštevate samo DX12 in Vulkan podpirajo sledenje žarkom, postane enostavno videti, da imamo le nekaj podprtih iger zdaj.

Ali je sledenje žarkom trik ali resnično uporabna funkcija?

Odkar je izšla Nvidijina serija RTX 20, so se ljudje prepirali naprej in nazaj o uporabnosti sledenja žarkom. Po eni strani je to nedvomno najbolj realistična metoda za upodabljanje svetlobe in je odličen način za uporabo vrhunske opreme z vrhunsko GPE in procesor. Toda po drugi strani je ubijalec hitrosti sličic in vsako leto, vsaj trenutno, izide samo 20 iger s sledenjem žarkom.

Edina stvar, ki resnično preprečuje, da bi sledenje žarkom postalo temelj video iger, je navsezadnje pomanjkanje podpore, ki je že leta kronična težava. Ko je Nvidia leta 2018 prvič objavila svoje prve grafične procesorje RTX in programsko opremo RTX, je tudi obljubila, da bo sledenje žarkom prišlo do 21 obstoječih in prihajajočih naslovov. Od teh 21 je v takšni ali drugačni obliki dosegel le 9 od teh naslovov. Sledenje žarkom sploh ni noter Atomsko srce, ki ga je Nvidia močno promovirala od leta 2018.

Trenutno, tudi če imate GPE, ki podpira strojno pospešeno sledenje žarkom, zmogljivost morda ne bo dovolj dobra, da bi upravičila vklop. To ne pomeni, da tehnologija nima prihodnosti, toda tukaj in zdaj je sledenje žarkom nišna funkcija, nekje med trikom in naslednjo veliko stvarjo. Vemo, da so lahko 3D-prizori videti odlični glede na najnovejše filme, vendar je za to potrebno sledenje žarkom v več igrah, prav tako bi bilo dobro imeti hitrejše grafične kartice.