Co je Ray trasování?

Nedávno demo společnosti Epic, výrobců herního stroje Unreal, vyvolalo obočí pro své fotorealistické světelné efekty. Tato technika je velkým krokem vpřed pro sledování paprsků. Ale co to znamená?

Co Ray Tracing dělá

Jednoduše řečeno, sledování paprsků je metoda, kterou grafický stroj používá k výpočtu toho, jak virtuální zdroje světla ovlivňují položky v jejich prostředí. Program doslova stopy  paprsky světla, pomocí výpočtů vyvinutých fyziky, kteří studují způsob, jakým se chová skutečné světlo.

Grafické stroje, jako je Unreal nebo Unity, využívají sledování paprsků, které poskytují realistické světelné efekty - stíny, odrazy a okluze - aniž by bylo nutné je vykreslovat jako své vlastní objekty. Přestože je z hlediska zpracování poměrně intenzivní, používá se k vykreslení pouze toho, co kamera (tj. Přehrávač) potřebuje vidět v daném okamžiku, znamená to, že může být účinnější než jiné starší metody simulující realistické světlo ve virtuálním prostředí. Konkrétní světelné efekty jsou zobrazovány na jedné dvojrozměrné rovině z perspektivy diváka, nikoliv neustále v celém prostředí.

To vše je dosaženo pomocí neuvěřitelně složité matematiky, a to jak z hlediska skutečného určení způsobu, kterým se chová virtuální světlo, tak z jakého množství těchto efektů vidí divák nebo hráč v daném okamžiku. Vývojáři mohou využívat méně složité verze stejných technik, aby se podíleli na méně výkonném hardwaru nebo rychlejší a hladší hratelnosti.

Ray trasování je obecný přístup k grafice spíše než nějaká konkrétní technika, ačkoli to bylo neustále rafinováno a zlepšovalo. Může být použita v předem připravených grafikách, jako jsou speciální efekty viděné v hollywoodských filmech nebo v motorech v reálném čase, jako je grafika, kterou vidíte uprostřed hry během hry PC.

Co je nového v Ray Tracingu?

Demo, které se nedávno objevilo v novinkách, je ten, který je ve videu níže, krátký Hvězdné války skica zahrnující některé stormtroopery s opravdu špatným načasováním. To se ukázalo na konferenci vývojářů her minulý týden. Byl vytvořen společností Epic Games (tvůrci všudypřítomného Unreal Engine) ve spolupráci s firmami NVIDIA a Microsoft, aby předvedli nové techniky sledování paprsků.

Z kontextu je to jen praštěné video. Důležitým kousek však je to, že se v reálném čase vykresluje jako videohry, nikoliv jako film Pixar. Na níže uvedeném videu se zobrazuje, jak moderátor přibližuje fotoaparát přes scénu pomocí ovládacích prvků v reálném čase, něco, co není možné s předběžnou grafikou.

Teoreticky, pokud je váš herní počítač dostatečně silný, může generovat takovou grafiku v jakékoliv hře pomocí nových efektů sledování světla v nadcházející verzi demo Unreal.

Technologie skutečně svítí (dostanete to?), Protože toto konkrétní demo obsahuje hodně reflexních a zrcadlých povrchů s nepravidelnou geometrií. Zjistěte, jak se prostředí odráží v zakřivených panelech pochromovaném pancéřovým pancéřem společnosti Captain Phasma. Stejně tak důležitý, všimněte si, jak se to odráží bližší a šílenější od bílé zbroje normálních stormtroopers. Jedná se o úroveň realistického osvětlení, které v dnešních hrách není k dispozici.

Bude to dělat mé hry vypadají úžasně?

No, ano - za velmi zvláštních okolností. Tato pokročilá úroveň sledování paprsků usnadní videohrám působit více impozantních světelných efektů, avšak ve skutečnosti neupraví polygonální strukturu grafiky. Nezvyšuje rozlišení textur ani nezvyšuje plynulost animací. Stručně řečeno, bude osvětlení vypadat realisticky a je to tak.

Uvedená ukázka je obzvláště dramatická, protože vývojáři si vybrali znaky a prostředí, kde téměř každý povrch svítí nebo odráží světlo. Používáte-li stejnou technologii, abyste uvedli, protagonistu Zaklínač řada jezdí koně po venkově, neuvidíte žádné výrazně odrazné plochy kromě meče a možná nějaké vody. Zásadní je, že techniky sledování paprsků nebudou značně ovlivňovat vykreslování své kůže, kožešiny, kože šatů a tak dále.

Nadpisy, které pocházely z této demonstrace a tvrdí, že by to mělo za následek "trhavou filmovou grafiku", byly trochu hyperbole - to by mohlo být pravda, pokud hrajete úroveň v hale zrcadel, ale to je o tom.

Kdy vidím tyto věci v mých hrách?

Demonstrace GDC byla příkladem patentované techniky sledování paprsků nazývané RTX, kterou nyní rozvíjí společnost NVIDIA. Je nastaven na debut v další sérii grafických karet High-end GeForce, které se v současné době říkají k debutu s čísly modelů 20XX. Stejně jako ostatní proprietární grafické technologie, jako například PhysX NVIDIA, pravděpodobně nebudou k dispozici hráči, kteří používají grafické karty jiných výrobců.

To znamená, že RTX využívá také novou funkci rozhraní DirectX API, konkrétně pro sledování paprsků (tzv. Raytracing od společnosti Microsoft). Zatímco konkrétní výše uvedené demografie jsou spolupráce mezi společností Epic a NVIDIA, není nic, co by zastavilo konkurující výrobce, jako je AMD a Intel, aby vytvořili podobné systémy s podobnými výsledky.

Jednoduše řečeno, uvidíte, že špičkové PC hry začnou používat tyto techniky na konci roku 2018 a začátkem roku 2019. Hráči, kteří investují do nových grafických karet v té době, budou mít největší prospěch, ale pokud už máte špičkový herní systém, můžete použít některé z těchto efektů v hrách kompatibilních s DirectX na vašem současném hardware.

Vzhledem k dlouhým vývojovým časům a statickým hardwarovým cílům nebudou konzolové přehrávače zobrazovat tuto pokročilou grafiku, dokud nebude vydáno další kolo herních konzol za několik let.

Obrazový kredit: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube