การติดตามรังสีคืออะไร?

หากมีสิ่งหนึ่งที่บริษัทเกมต้องการให้คุณตื่นเต้นกับวันนี้ นั่นก็คือการติดตามรังสี Nvidia เลิกใช้ GTX สำหรับ RTX เพียงเพื่อเน้นความสำคัญ AMD และ Intel ได้เพิ่ม ray tracing ลงในกราฟิกการ์ดของพวกเขา และยังมีให้ใช้งานบน Playstation และ Xbox รุ่นล่าสุดอีกด้วย หากคุณถามพวกเขา Ray Tracing คืออนาคต และคุณควรซื้ออย่างแน่นอน GPU ที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เว้นแต่คุณต้องการที่จะพลาด

ในทางกลับกัน เราเคยได้ยินเพลงนี้และเต้นมาก่อน Sega ตื่นเต้นกับ "การประมวลผลระเบิด" ซึ่งไม่ได้ใช้ในเกม Sega Genesis เดียวและ Xbox ได้เพิ่มเซ็นเซอร์การเคลื่อนไหว Kinect ก่อนที่จะทิ้งมัน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีแฟชั่นทางเทคโนโลยีมากมายนับไม่ถ้วน และ Ray Tracing ต่างออกไปหรือไม่? นี่คือสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับ Ray Tracing และไม่ว่าจะเป็นกลไกราคาถูกอื่นๆ หรือกราฟิกเกมแห่งอนาคต

Ray Tracing: วิธีสร้างแสงที่สมจริงยิ่งขึ้น

พูดง่ายๆ ก็คือ Ray Tracing เป็นวิธีแสดงแสงอย่างถูกต้องในแบบ 3 มิติ และถือเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการสร้างเอฟเฟกต์แสงที่สมจริง เช่น เงาและแสงสะท้อน คุณอาจคิดว่า "แล้วไง" เมื่อเปรียบเทียบ Ray Tracing กับ 4K, VR หรือ AI โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการจัดแสงที่ดีสามารถทำได้ด้วยเทคนิคการเรนเดอร์ 3 มิติแบบดั้งเดิม เช่น การแรสเตอร์ ถึงกระนั้น Ray Tracing ก็เป็นวิธีการนำความสมจริงยิ่งขึ้นมาสู่กราฟิก 3 มิติ และในแง่นั้น มันก็อยู่ในแนวทางเดียวกับบางอย่างเช่น 4K

คำอธิบายง่ายๆ ของ Ray Tracing คือการคำนวณแสงที่สมจริงโดยใช้วิธีเดียวกับที่ดวงตาของเราทำงานแต่ในทางกลับกัน สำหรับมนุษย์ คลื่นแสงจากดวงอาทิตย์หรือหลอดไฟอาจกระทบดวงตาของเราโดยตรงหรือกระเด็นไปโดนวัตถุอื่นๆ จนกระทั่งมากระทบดวงตา จากนั้นสมองจะประมวลผลข้อมูลทั้งหมดนั้น สำหรับการติดตามรังสี กล้องจะส่งรังสีออกมา และเมื่อกระทบกับสิ่งใดสิ่งหนึ่ง ก็จะเดินทางไปยังแหล่งกำเนิดแสงที่เกี่ยวข้อง หากลำแสงตกกระทบวัตถุอื่นในขณะที่ไปยังแหล่งกำเนิดแสง นั่นจะทำให้เกิดเงา

Ray Tracing เข้าสู่จิตสำนึกร่วมกันของชุมชนเกมในปี 2018 เมื่อ Nvidia ประกาศเปิดตัวซีรีย์ RTX 20 ซึ่งเป็น GPU สำหรับเล่นเกมตัวแรกที่รองรับคุณสมบัตินี้ อย่างไรก็ตาม Nvidia ไม่ได้คิดค้น ray tracing หรือแม้แต่ความสามารถของการ์ดกราฟิกที่จะทำมันให้สำเร็จ การติดตามรังสีมีมานานหลายทศวรรษแล้ว หนังที่ชอบ บ้านสัตว์ประหลาด และ รถ ถูกแสดงผลด้วยการติดตามรังสี สิ่งที่ Nvidia ทำได้คือการสร้างฮาร์ดแวร์ที่เก่งเรื่อง Ray Tracing ซึ่งไม่เพียงแต่เรนเดอร์เท่านั้น เร็วกว่าที่เคยเป็นมาแต่สามารถทำได้แบบเรียลไทม์ ความสำเร็จของ Nvidia เรียกว่า "จอกศักดิ์สิทธิ์ของ กราฟิก"

สิ่งที่คาดหวังจาก Ray Tracing ในเกม

แม้ว่า Ray Tracing จะไม่ได้ใช้เฉพาะกับเกม แต่มันเป็นฟีเจอร์สำคัญสำหรับ GPU รุ่นล่าสุด ดังนั้นฉันจะมุ่งเน้นไปที่ผลกระทบของ Ray Tracing กับประสบการณ์การเล่นเกมเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากเราทุกคนชอบเล่นเกมที่มีอัตราเฟรมอย่างน้อย 30 FPS ดังนั้น ray tracing จึงไม่เคยมีมาก่อนในซีรีส์ RTX 20 และเกมแรก ๆ บางเกมที่ได้รับการรองรับ ray tracing ก็คือเกมอย่างเช่น เงาของ Tomb Raider และ สนามรบ V ในปี 2561 ไม่ใช่ทุกเกมที่ใช้คุณสมบัติ Ray Tracing ที่เป็นไปได้ทั้งหมด เช่น บางเกมมีเฉพาะเงา Ray Tracing หรือการส่องสว่างทั่วโลก เป็นต้น

จนถึงปัจจุบัน GPU เดสก์ท็อปเพียงตัวเดียวที่มี Ray Tracing ที่เร่งด้วยฮาร์ดแวร์คือ RTX 20, 30 และ 40 ของ Nvidia, RX 6000 และ 7000 ของ AMD และ Arc Alchemist ของ Intel แม้ว่าคุณภาพของภาพระหว่างผู้จำหน่ายเหล่านี้ทั้งหมดจะเท่ากัน แต่ประสิทธิภาพไม่ต่างกัน ในขณะที่ RTX 4080 และ RX 7900 XTX ทำงานได้ใกล้เคียงกันในฉากแรสเตอร์ที่ไม่มี Ray Tracing แต่โดยทั่วไปแล้ว 4080 จะเร็วกว่าเมื่อเปิดใช้งาน การ์ดของ AMD มักจะอ่อนแอกว่าสำหรับการติดตามรังสีมากกว่าของ Nvidia หรือของ Intel นอกจากนี้ Ray Tracing ยังได้รับประโยชน์จากฮาร์ดแวร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ดังนั้นการ์ดระดับไฮเอนด์จึงมีอัตราเฟรมที่สูงกว่าการ์ดระดับล่าง มีชิปเซ็ตสมาร์ทโฟนบางรุ่นที่รองรับด้วย แขน's Immortalis GPU รุ่นต่อไป ปรับปรุงให้ดีขึ้นเช่นกัน

สิ่งหนึ่งที่ขัดขวาง Ray Tracing จากการกลายเป็นรากฐานที่สำคัญของวิดีโอเกมก็คือการขาดการสนับสนุนในท้ายที่สุด

ปัญหาสำคัญประการหนึ่งสำหรับ Ray Tracing คือวิธีการเรนเดอร์ที่ช้ากว่ามาก แม้จะมีการเร่งด้วยฮาร์ดแวร์ก็ตาม ในชื่อเรื่องล่าสุด Ray Tracing ระดับสูงสุดจะลดอัตราเฟรมของคุณลงครึ่งหนึ่งได้อย่างง่ายดาย และนี่คือนักเตะ: เกมเท่านั้น บางส่วน ฉากติดตามรังสี นั่นคือวิธีการติดตามรังสีที่ช้าและเข้มข้น Nvidia ผลักดัน สพป เนื่องจากเทคโนโลยีที่ทำให้ Ray Tracing เล่นได้ที่เฟรมเรตที่อร่อยกว่า 30 FPS แต่ไม่มีข้อเท็จจริงที่ว่า Ray Tracing เป็นตัวทำลายประสิทธิภาพ

ปัญหาอื่นคือมีเกมไม่มากนักที่รองรับ ให้เป็นไปตาม PCGamingWikiมีเกม 170 เกมที่มี Ray Tracing แต่รายการที่มีให้แสดงเพียง 90 เกม บางเกมนั้นมีชื่อเรื่องเช่น มายคราฟ และ แผ่นดินไหว IIซึ่งเป็นเกมที่ยอดเยี่ยมอย่างแน่นอน แต่ก็ไม่ได้มีความเที่ยงตรงทางกราฟิกมากนักเมื่อเทียบกับเกม AAA สมัยใหม่ Ray tracing นั้นค่อนข้างยากที่จะนำไปใช้ในเกม และเมื่อคุณพิจารณาเฉพาะ DX12 และ Vulkan รองรับ Ray Tracing ในตอนแรก มันกลายเป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่าเรามีเกมที่รองรับเพียงไม่กี่เกมเท่านั้น ตอนนี้.

Ray Tracing เป็นกลไกหรือคุณสมบัติที่มีประโยชน์อย่างแท้จริงหรือไม่?

นับตั้งแต่ซีรีส์ RTX 20 ของ Nvidia ออกมา ผู้คนต่างโต้เถียงกันไปมาเกี่ยวกับประโยชน์ของการติดตามรังสี ในแง่หนึ่ง มันเป็นวิธีการเรนเดอร์แสงที่สมจริงที่สุดอย่างปฏิเสธไม่ได้ และเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการใช้อุปกรณ์ระดับไฮเอนด์กับ GPU ระดับบนและ ซีพียู. แต่ในทางกลับกัน มันเป็นเกมที่มีอัตราเฟรมเรตสูง และมีเกม Ray Tracing เพียง 20 เกมที่ออกมาทุกปี อย่างน้อยก็ในตอนนี้

สิ่งหนึ่งที่ขัดขวาง Ray Tracing จากการกลายเป็นรากฐานที่สำคัญของวิดีโอเกมในท้ายที่สุดก็คือการขาดการสนับสนุนซึ่งเป็นปัญหาเรื้อรังมานานหลายปีแล้ว เมื่อ Nvidia เปิดตัว GPU RTX และซอฟต์แวร์ RTX เป็นครั้งแรกในปี 2018 บริษัทยังสัญญาว่า Ray Tracing จะมาถึง 21 รายการที่มีอยู่และที่กำลังจะมาถึง จากทั้งหมด 21 รายการ มีเพียง 9 รายการในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง การติดตามเรย์ไม่ได้อยู่ใน อะตอมฮาร์ทซึ่ง Nvidia โปรโมตอย่างหนักตั้งแต่ปี 2018

ในปัจจุบัน แม้ว่าคุณจะมี GPU ที่รองรับ Ray Tracing ที่เร่งความเร็วด้วยฮาร์ดแวร์ แต่ประสิทธิภาพอาจไม่ดีพอที่จะรับประกันการเปิดใช้ ไม่ได้หมายความว่าเทคโนโลยีจะไม่มีอนาคต แต่ในปัจจุบันและปัจจุบัน ray tracing เป็นคุณลักษณะเฉพาะ ซึ่งอยู่ระหว่างกลไกและสิ่งที่ยิ่งใหญ่ต่อไป เรารู้ว่ามันสามารถทำให้ฉาก 3D ดูดีได้หากพิจารณาจากภาพยนตร์ล่าสุด แต่นั่นต้องใช้ Ray Tracing ในเกมมากขึ้น และการมีการ์ดกราฟิกที่เร็วกว่าก็เป็นสิ่งที่ดีเช่นกัน