С новым поколением консолей на горизонте, любопытство определенно поражает, когда думаешь о том, что они собираются принести на стол с точки зрения графической мощности. Будут ли они обеспечивать трансформационный скачок для следующего поколения? Будут ли они делать родной 4K с лучшими текстурами и более высокой частотой кадров? Или есть функция приготовления пищи в фоновом режиме, о которой мы еще не знаем? Мы можем рассчитывать на одну графическую возможность, которая будет новой для консольного мира, когда PlayStation 5 и Xbox Scarlett отправятся в конце следующего года: Ray tracing.
Что Такое Трассировка Лучей?
Трассировка лучей-это усовершенствованный метод освещения 3D-сред. С помощью трассировки лучей источники света отбрасывают линейные лучи света, которые затем отскакивают от поверхности, на которую он попадает, к другому и к другому, пока он не достигнет вашего глаза или вида камеры в этой 3D-среде. Другой фактор трассировки лучей учитывает тот факт, что различные поверхности (например, стекло или вода) будут отражать, преломлять и поглощать свет по-разному. Эти расчеты приводят к более точному представлению о том, как работает свет в реальном мире.
Области, перекрытые объектами и заблокированные от лучей света, в результате этого должным образом затемняются (что означает правильные тени), и освещение сцены выглядит более реалистичным. Окружающий свет также может влиять на темноту теней, и трассировка лучей также объясняет это-не каждая тень является черной как смоль из-за разнообразного освещения окружающей среды. Свет будет вести себя и реагировать соответственно с зеркалами, стеклом и жидкостью. Сцены могут представлять изменения условий освещения, так как лучи отбрасываются и рассчитываются в реальном времени,что делает их реалистичными и динамичными.
Это гораздо более ясно, когда вы видите его для себя, и Nvidia имеет углубленное пошаговое руководство трассировки лучей в действии:
Поскольку источники света могут отбрасывать тысячи лучей и могут отражаться от нескольких объектов и поверхностей с различными свойствами, это становится обременительным методом визуализации для графических процессоров. Это все расчеты, которые ваше оборудование должно обрабатывать в режиме реального времени, и учитывая, насколько сложна и интенсивна трассировка лучей, это неоправданно сложно для текущих консолей.
Что Нужно Сделать Для Трассировки Лучей
Ray tracing в настоящее время делает волны в аппаратном пространстве ПК и впервые попал на потребительский рынок в прошлом году с запуском семейства видеокарт NVIDIA RTX. Эти графические платы построены с архитектурой NVIDIA Turing GPU, которая включает выделенные ядра обработки-называемые ядрами RT-чтобы полностью сосредоточиться на трассировке лучей и работать вместе с основными ядрами GPU. В настоящее время в линейке Nvidia RTX есть 8 видеокарт, оборудованных для обработки трассировки лучей в компьютерных играх:
- Titan RTX
- RTX 2080 Ti
- RTX 2080 супер
- RTX 2080
- RTX 2070 Super
- RTX 2070
- RTX 2060 Super
- RTX 2060
Трассировка лучей также находится в спектре; Nvidia позволяет играм с функциями трассировки лучей RTX управлять количеством лучей, которые могут быть брошены для выполнения трассировки лучей. Это означает, что видеокарты предыдущего поколения могут по крайней мере играть с технологией, но это в значительной степени нецелесообразно, так как вы можете принимать радикальные хиты к своей частоте кадров.
Интересным аспектом для консолей следующего поколения, нацеленных на трассировку лучей, является тот факт, что производитель оборудования AMD будет строить графические процессоры как для Xbox Scarlett, так и для PS5. В настоящее время AMD не имеет графического процессора на рынке, специально построенного для трассировки лучей, и только сказал, что он планирует выделить ядра шейдеров на своих видеокартах, чтобы сделать трассировку лучей в ближайшем будущем. Конечно, будущее консольное оборудование будет сильно отличаться от того, что в настоящее время доступно для ПК, поэтому нам придется подождать, пока мы не получим более подробную информацию о том, как платформы следующего поколения будут обрабатывать его.
Но Тогда Почему?
Вам может быть интересно, чем это отличается от того, как свет и тени работают в играх без трассировки лучей? Для сравнения, более распространенный метод, называемый растеризацией, является более быстрым способом выполнения освещения и теней, хотя он и является более грубым. Но это не учитывает постоянный отскок световых лучей, так как он не включает расчеты в реальном времени. Nvidia имеет более подробное объяснение растеризации .
Когда речь заходит о том, как трассировка лучей на самом деле влияет на сцену игры, я часто думаю о презентации Nvidia о том, как трассировка лучей выглядит с глобальным освещением Metro Exodus. Без трассировки лучей, внутренняя часть кабин довольно освещена, хотя и плоская и не совсем точная с точки зрения того, как это было бы в реальном мире. При включенной трассировке лучей свет, который светит через окна, отскакивает и освещает области кабины должным образом, оставляя некоторые углы темнее в поле зрения игроков:
Анимационные фильмы , такие как фильмы Pixar, используют трассировку лучей в течение многих лет.Но, конечно, это не интерактивные впечатления, которые должны быть представлены в режиме реального времени, и киностудии также имеют доступ к мощным машинам, которые могут эффективно отображать эти сцены. Но игровое оборудование медленно добирается туда. Более резкие тени, лучшая окружающая окклюзия и правильное глобальное освещение-это все преимущества, которые анимация и игры получают от трассировки лучей.
Многие громкие игры Включили технологию отслеживания RTX ray Nvidia, и их будет еще больше. Call of Duty: Modern Warfare-это последний релиз, чтобы использовать технологию, и в следующем году очень ожидаемый Cyberpunk 2077 также воспользуется ею. Разработчики обычно работают вместе с Nvidia, чтобы реализовать его должным образом, и до сих пор, вот несколько из больших игр:
- Служебный долг: современная война
- Контроль
- Battlefield V
- Metro Exodus
- Тень расхитителя гробниц
- Киберпанк 2077 (грядущий)
- Атомное сердце (грядет)
- Quake II
- Mineсraft
Термин трассировка лучей все чаще бросается в дискуссиях о следующем поколении игрового оборудования, и если вы не следили за аппаратным обеспечением ПК, то вы можете быть потеряны; надеюсь, мы по крайней мере предоставили фундаментальное понимание этого. Проще говоря, трассировка лучей-это графический метод визуализации, который имеет источники света, отбрасывающие лучи, которые ведут себя так, как они вели бы себя в реальном мире, чтобы обеспечить более реалистичные тени, отражения и общее освещение-однако, это аппаратно-интенсивное.
Мы не знаем много о том, как консоли следующего поколения будут обрабатывать трассировку лучей, но не ожидайте, что каждая игра PS5 и Scarlett будет включать ее или запускать полную гамму функций трассировки лучей. Технология все еще находится в своих первых днях, и только несколько компьютерных игр были реализованы сегодня. Если вы хотите попасть в сорняки трассировки лучей, вы можете проверить этот блог разработчика Nvidia, который объясняет тяжелые технические детали.