Vad är ray tracing?

Om det är något spelbolag vill att du ska bli upphetsad över nuförtiden, så är det ray tracing. Nvidia lade ner GTX för RTX bara för att betona dess betydelse, AMD och Intel har lagt till ray tracing till sina grafikkort, och det är till och med tillgängligt på de senaste Playstation och Xbox. Om du frågar dem är ray tracing framtiden, och du borde definitivt köpa bästa möjliga GPU om du inte vill missa det.

Å andra sidan har vi hört den här låten och dansen förut. Sega hajpade upp "blast processing", som inte användes i en enda Sega Genesis-titel, och Xbox hajpade upp Kinect-rörelsesensorn innan den skrotades. Det har funnits otaliga tekniska modeflugor under de senaste åren, och är strålspårning annorlunda? Här är vad du behöver veta om ray tracing, och om det är ännu en billig gimmick eller framtiden för spelgrafik.

Strålspårning: ett sätt att skapa mer realistisk belysning

Enkelt uttryckt är ray tracing ett sätt att exakt återge belysning i 3D, och anses vara den bästa metoden för att skapa realistiska ljuseffekter som skuggor och reflektioner. Du kanske tänker "vadå?" när man jämför strålspårning med 4K, VR eller AI, särskilt när bra belysning redan kan uppnås med traditionella 3D-renderingstekniker som rastrering. Ändå är ray tracing ett sätt att tillföra ännu mer realism till 3D-grafik, och i den meningen är det i samma veva som något som 4K.

Den enkla förklaringen till strålspårning är att den beräknar realistisk belysning genom att göra det på samma sätt som våra ögon fungerar men omvänt. För människor träffar ljusvågor från solen eller glödlampor antingen våra ögon direkt eller studsar mot andra föremål tills de träffar våra ögon, och sedan bearbetar hjärnan all den informationen. För strålspårning skickar kameran ut strålar, och när de träffar något reser de sedan till alla relevanta ljuskällor. Om strålen träffar ett annat föremål när den går till ljuskällan kommer det att skapa en skugga.

Ray tracing kom in i spelgemenskapens kollektiva medvetande 2018 när Nvidia först tillkännagav sin RTX 20-serie, som var de första spel-GPU: erna som stödde funktionen. Nvidia uppfann dock inte ray tracing eller ens möjligheten för ett grafikkort att åstadkomma det. Strålspårning har funnits i decennier; filmer som Monster hus och Bilar renderades med strålspårning. Vad Nvidia åstadkom var att skapa hårdvara som var så bra på strålspårning att den inte bara kunde återge den mycket snabbare än någonsin tidigare men kunde göra det i realtid, en prestation som Nvidia kallade "den heliga graal av grafik."

Vad du kan förvänta dig med ray tracing i spel

Även om ray tracing inte enbart används för spel, är det en stor biljett-funktion för de senaste GPU: erna, så jag kommer mest att fokusera på hur ray tracing påverkar spelupplevelsen. Eftersom vi alla gillar att spela spel med en bildhastighet på minst 30 FPS, var ray tracing aldrig någonting före RTX 20-serien, och några av de första spelen som fick stöd för ray tracing var spel som Shadow of the Tomb Raider och Battlefield V under 2018. Inte alla spel implementerar alla möjliga ray-tracing-funktioner, med vissa endast med ray-traced skuggor eller global belysning, till exempel.

Hittills är de enda stationära GPU: erna med hårdvaruaccelererad strålspårning Nvidias RTX 20-, 30- och 40-serier, AMD: s RX 6000- och 7000-serier och Intels Arc Alchemist-serier. Även om bildkvaliteten mellan alla dessa leverantörer är lika, är inte prestanda det. Medan RTX 4080 och RX 7900 XTX presterar ungefär likadant i rastrerade scener utan strålspårning, är 4080 i allmänhet snabbare när den är aktiverad. AMD: s kort är vanligtvis svagare för ray tracing än Nvidias eller Intels. Dessutom drar strålspårning nytta av hårdare hårdvara, så kort med högre slutkvalitet kan få en högre bildhastighet än lägre. Det finns några smartphone-chipset som stöder det också, med Ärms nästa generation av Immortalis GPU: er förbättrar det också.

Det enda som verkligen hindrar ray tracing från att bli en hörnsten för videospel är i slutändan dess brist på stöd.

Ett betydande problem för strålspårning är att det är en mycket, mycket långsammare metod för rendering även med hårdvaruacceleration. I de senaste titlarna kommer den högsta nivån av strålspårning enkelt att halvera din bildhastighet. Och här är kickern: endast spel delvis ray-trace scener. Så långsam och intensiv är strålspårning. Nvidia trycker på DLSS som tekniken som gör ray tracing spelbar vid framerates mer välsmakande än 30 FPS, men det går inte att komma runt det faktum att ray tracing är en prestationsdödare.

Det andra problemet är att det inte finns många spel som stöder det. Enligt PCGamingWiki, det finns 170 spel med strålspårning, men listan den ger visar bara cirka 90. Vissa av dessa spel är titlar som Minecraft och Quake II, som definitivt är fantastiska spel, men inte precis rika på grafisk trohet jämfört med moderna AAA-titlar. Strålspårning är redan ganska svårt att implementera i spel, och när man bara tänker på DX12 och Vulkan stöder ray tracing i första hand, blir det lätt att se hur vi bara har ett fåtal spel som stöds nu.

Är ray tracing en gimmick eller en genuint användbar funktion?

Ända sedan Nvidias RTX 20-serie kom ut har folk bråkat fram och tillbaka om nyttan med strålspårning. Å ena sidan är det onekligen den mest realistiska metoden för att återge ljus, och det är ett utmärkt sätt att använda en avancerad rigg med en topp-GPU och CPU. Men å andra sidan är det en framerate-mördare och det finns bara 20 ray tracing-spel som kommer ut varje år, åtminstone just nu.

Det enda som verkligen hindrar ray tracing från att bli en hörnsten i videospel är i slutändan dess brist på stöd, vilket har varit ett kroniskt problem i flera år nu. När Nvidia först tillkännagav sin första RTX GPU och RTX-mjukvara 2018, lovade man också att ray tracing skulle komma till 21 befintliga och kommande titlar. Av dessa 21 har den bara tagit sig till 9 av dessa titlar i en eller annan form. Strålspårning finns inte ens med Atomiskt hjärta, som Nvidia marknadsförde kraftigt från och med 2018.

För närvarande, även om du har en GPU som stöder hårdvaruaccelererad strålspårning, kanske prestandan inte är tillräckligt bra för att motivera att den slås på. Därmed inte sagt att tekniken inte har en framtid, men här och nu är ray tracing en nischfunktion, någonstans mellan en gimmick och nästa stora grej. Vi vet att det kan få 3D-scener att se bra ut att döma av de senaste filmerna, men det kräver att ray tracing finns i fler spel, och att ha snabbare grafikkort skulle också vara bra.