Τι είναι Ray Tracing;

2023 Συγγραφέας: Peter John Melton | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-11-26 11:10

Τι κάνει το Ray Tracing

Με απλά λόγια, η ανίχνευση ακτίνων είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιεί μια μηχανή γραφικών για τον υπολογισμό του τρόπου με τον οποίο οι εικονικές πηγές φωτός επηρεάζουν τα στοιχεία του περιβάλλοντός τους. Το πρόγραμμα κυριολεκτικάίχνηοακτίνεςτου φωτός, χρησιμοποιώντας υπολογισμούς που αναπτύσσονται από φυσικούς που μελετούν τον τρόπο συμπεριφοράς του πραγματικού φωτός.

Όλα αυτά επιτυγχάνονται με κάποια εξαιρετικά πολύπλοκα μαθηματικά, τόσο ως προς τον προσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο συμπεριφέρεται το εικονικό φως όσο και για το πόσο από αυτά τα εφέ είναι ορατά στον θεατή ή τον παίκτη ανά πάσα στιγμή. Οι προγραμματιστές μπορούν να χρησιμοποιήσουν λιγότερο περίπλοκες εκδόσεις των ίδιων τεχνικών για να υπολογίσουν λιγότερο ισχυρό υλικό ή πιο γρήγορο και ομαλό gameplay.

Τι νέο υπάρχει στο Ray Tracing;

Το demo που έχει πάρει ray ακούγοντας στις ειδήσεις πρόσφατα είναι αυτό στο παρακάτω βίντεο, ένα σύντομο Πόλεμος των άστρων σκίτσο που περιλαμβάνει μερικούς πυροβολητές με πραγματικά κακό χρονοδιάγραμμα. Εμφανίστηκε στο συνέδριο του Developer's Game την περασμένη εβδομάδα. Δημιουργήθηκε από τους Epic Games (κατασκευαστές του πανταχού παρόντος Unreal Engine) σε συνεργασία με τη NVIDIA και τη Microsoft για να αναδείξουν νέες τεχνικές ανίχνευσης ακτίνων.

Έξω από το πλαίσιο, είναι ένα απλό βίντεο. Αλλά το σημαντικό κομμάτι είναι ότι γίνεται σε πραγματικό χρόνο, σαν ένα βιντεοπαιχνίδι, όχι νωρίτερα σαν μια ταινία Pixar. Το παρακάτω βίντεο δείχνει ότι ο παρουσιαστής ζουμίζει τη φωτογραφική μηχανή μέσω της σκηνής με χειριστήρια σε πραγματικό χρόνο, κάτι που δεν είναι δυνατό με τα προεκτυπωμένα γραφικά.

Θεωρητικά, αν ο τυχερός υπολογιστής σας είναι αρκετά ισχυρός, μπορεί να δημιουργήσει τέτοια γραφικά σε οποιοδήποτε παιχνίδι χρησιμοποιώντας τα νέα εφέ φωτισμού εντοπισμού ακτίνων στην επερχόμενη έκδοση του demo Unreal.

Η τεχνολογία λάμπει πραγματικά (να το πάρει;) επειδή αυτό το συγκεκριμένο demo περιλαμβάνει πολλές αντανακλαστικές και αντικατοπτρισμένες επιφάνειες με ακανόνιστη γεωμετρία. Ελέγξτε τον τρόπο με τον οποίο αντανακλάται το περιβάλλον στα καμπύλα πλαίσια του χρωμιωμένου πανοπλία του Captain Phasma. Εξίσου σημαντικό, παρατηρήστε πώς αντανακλάται πιο σφοδρή και διάχυτη από την λευκή πανοπλία των κανονικών πυροβολητών. Αυτό είναι ένα επίπεδο ρεαλιστικού φωτισμού που δεν είναι διαθέσιμο στα παιχνίδια σήμερα.

Θα κάνει τα παιχνίδια μου να φαίνονται ωραία;

Λοιπόν, ναι, σε πολύ συγκεκριμένες περιπτώσεις. Αυτό το προηγμένο επίπεδο ανίχνευσης ακτίνων θα διευκολύνει τα βιντεοπαιχνίδια να αποδίδουν πιο εντυπωσιακά φωτιστικά, αλλά δεν κάνει πιο λεπτομερή την πολυγωνική δομή των γραφικών. Δεν ενισχύει την ανάλυση των υφών ή βελτιώνει τη ρευστότητα των κινούμενων εικόνων. Με λίγα λόγια, πρόκειται να κάνει το φωτισμό να φαίνεται ρεαλιστικό, και αυτό είναι για αυτό.

Το παραπάνω demo είναι ιδιαίτερα δραματικό επειδή οι προγραμματιστές επέλεξαν χαρακτήρες και περιβάλλοντα όπου σχεδόν κάθε επιφάνεια είτε λάμπει είτε αντανακλά το φως. Εάν χρησιμοποιείτε την ίδια τεχνολογία για να αποδώσετε, για παράδειγμα, τον πρωταγωνιστή τηςΟ Πειραιάςμια σειρά που οδηγεί το άλογό του μέσα από την ύπαιθρο, δεν θα δείτε σημαντικές ανακλαστικές επιφάνειες εκτός από το σπαθί του και ίσως λίγο νερό. Βασικά, οι τεχνικές ανίχνευσης ακτίνων δεν θα συμβάλουν σημαντικά στην ενίσχυση της εμφάνισης του δέρματός του, της γούνας του αλόγου, του δέρματος των ρούχων του και ούτω καθεξής.

Οι τίτλοι που προέκυψαν από αυτή την επίδειξη υποστηρίζοντας ότι αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα "blockbuster κινηματογραφικές γραφικές παραστάσεις" ήταν λίγο υπερβολικό - αυτό θα μπορούσε να είναι αλήθεια αν παίζετε ένα επίπεδο σε μια αίθουσα καθρεφτών, αλλά αυτό είναι για αυτό.

Πότε θα δούμε αυτά τα πράγματα στα παιχνίδια μου;

Η επίδειξη GDC ήταν ένα παράδειγμα μιας ιδιόκτητης τεχνικής ανίχνευσης ακτίνων που ονομάζεται RTX, η οποία τώρα αναπτύσσεται από τη NVIDIA. Έχει προγραμματιστεί να κάνει ντεμπούτο στην επόμενη σειρά υψηλής τεχνολογίας κάρτες γραφικών GeForce, που επί του παρόντος φημολογείται ότι θα κυκλοφορήσουν αργότερα φέτος με τους αριθμούς μοντέλων 20XX. Όπως και άλλες ιδιόκτητες τεχνολογίες γραφικών, όπως το PhysX της NVIDIA, πιθανότατα δεν θα είναι διαθέσιμες σε παίκτες που χρησιμοποιούν κάρτες γραφικών από άλλους κατασκευαστές.

Τούτου λεχθέντος, το RTX χρησιμοποιεί επίσης ένα νέο χαρακτηριστικό του συστήματος DirectX API ειδικά για την ανίχνευση ακτίνων (που ονομάζεται raytracing από τη Microsoft). Έτσι, ενώ τα συγκεκριμένα demos που προαναφέρθηκαν είναι μια συνεργασία μεταξύ της Epic και της NVIDIA, τίποτα δεν εμποδίζει ανταγωνιστές κατασκευαστές όπως η AMD και η Intel να δημιουργούν παρόμοια συστήματα με παρόμοια αποτελέσματα.

Για να το πούμε απλά, θα δείτε τα high-end παιχνίδια για PC να αρχίσουν να χρησιμοποιούν αυτές τις τεχνικές προς το τέλος του 2018 και τις αρχές του 2019.Οι παίκτες που επενδύουν σε νέες κάρτες γραφικών εκείνη την εποχή θα δουν το μέγιστο όφελος, αλλά εάν διαθέτετε ήδη ένα σύστημα παιχνιδιών υψηλού επιπέδου, ενδέχεται να μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ορισμένα από αυτά τα εφέ σε παιχνίδια συμβατά με DirectX στο τρέχον υλικό σας.

Λόγω των μεγάλων χρόνων ανάπτυξης και των στόχων στατικού υλικού, οι παίκτες κονσόλας δεν θα βλέπουν αυτά τα προηγμένα γραφικά έως ότου κυκλοφορήσει ο επόμενος γύρος κονσολών παιχνιδιών σε αρκετά χρόνια.

Πιστοποίηση εικόνας: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube