Tracingul cu raze este o tehnică de redare a graficii pe computer care creează o imagine prin urmărirea traseului razelor printr-o scenă. Razele pot interacționa cu obiectele din scenă, sărind de ele și dobândind proprietăți, cum ar fi culoarea.
Ray Tracing: elementele de bază
Ray tracing emulează iluminarea din lumea reală. Lumina pe care o vedem este rezultatul fotonilor emiși din surse de energie, cum ar fi soarele. Fotonii pot sări și să se împrăștie în timp ce se ciocnesc de obiecte. O oglindă este tot ce ai nevoie pentru a vedea asta în acțiune. Lumina care lovește o oglindă creează o reflexie.
Ray tracing simulează acest lucru. Numărul de raze urmărite este mic în comparație cu lumea reală, unde milioane de fotoni sare în câmpul nostru vizual. Jocurile moderne urmăresc undeva între una și patru raze per pixel. Totuși, este suficient pentru a simula lumea reală.
Trasarea traseului unei raze îi permite, de asemenea, să interacționeze cu lumea jocului. O rază care sare de pe un obiect roșu poate fi influențată de acea culoare, aruncând o strălucire roșie în apropiere. Razele se pot împrăștia în diferite moduri, în funcție de proprietățile pe care artiștii din joc le acordă obiectelor, permițând suprafețe realiste semi-reflectorizante sau aspre.
Ray tracing este un pas semnificativ înainte pentru grafica 3D. Creează o imagine realistă simulând calea razelor în timp ce acestea se deplasează printr-un joc. Acest lucru duce la iluminare care poate interacționa cu mediul înconjurător chiar și atunci când mediul nu este vizibil pentru jucător. Ray tracing nu necesită hardware special creat pentru a funcționa, dar este practic doar pe o placă video sau pe o consolă de jocuri care poate accelera ray tracing, deoarece este foarte solicitant.
Ray Tracing vs. Rasterizare (sau grafică 3D așa cum o știați)
Puteți fi în continuare confuz chiar dacă înțelegeți această explicație. Reflecțiile au fost prezente în jocurile trecute, chiar și în cele de acum câteva decenii. Cum diferă ray tracing?
Jocurile 3D din trecut și majoritatea jocurilor moderne folosesc rasterizarea. Rasterizarea combină elementele unei lumi de joc 3D vizibile pentru jucător într-o imagine 2D. Redă doar ceea ce ar trebui să fie vizibil pentru jucător, deoarece orice performanță folosită pentru a genera ceea ce jucătorul nu poate vedea este irosită. Totuși, acest lucru creează o problemă.
Să revenim la exemplul unei oglinzi. Mediul jucătorului și caracterul jucătorului nu sunt vizibile pentru jucător (cel puțin într-un joc la persoana întâi). Cu rasterizarea, oglinda nu poate reflecta nimic.
Desigur, oglinzile există în jocurile moderne. Ei redau scena de două ori. O pasă este din punctul de vedere al jucătorului, în timp ce alta este dintr-o perspectivă diferită. Cu toate acestea, aceasta dublează performanța necesară pentru a reda o scenă.
Reflexiile spațiului ecranului, o tehnică în motoarele de jocuri 3D populare, utilizează datele de pe ecran pentru a crea o reflecție. Această tehnică este ideală pentru suprafețele reflectorizante la un unghi față de perspectiva jucătorului, cum ar fi apa. Cu toate acestea, obiectele reflectate dispar dacă elementul reflectat se deplasează în afara ecranului.
Ray tracing nu împarte aceste probleme deoarece, spre deosebire de rasterizare, poate urmări în afara perspectivei jucătorului.
De asemenea, în jocurile care permit razelor să interacționeze cu suprafețele, trasarea razelor poate afișa sângerări realiste de culoare și suprafețe semi-reflectorizante greu de gestionat pentru rasterizare.
Ce hardware necesită Ray Tracing?
Ray tracing nu este o idee nouă. Oamenii de știință în computer au experimentat cu ray tracing la începutul anilor 1980, creând imagini statice cu iluminare, reflexii și umbre realiste. Din păcate, au avut nevoie de ore pentru a se reda.
Un joc video are nevoie de ray tracing în timp real la 30 de cadre pe secundă sau mai mult. Acest lucru este posibil doar cu o placă video concepută pentru a accelera ray tracing.
Tracingul de raze RTX de la Nvidia se bazează pe siliciu numit Tensor Core. Tensor Cores se găsesc numai în plăcile video RTX. Cardurile GTX de la Nvidia pot reda un joc folosind ray tracing deoarece, așa cum s-a spus, ray tracing nu necesită siliciu special creat. Cu toate acestea, performanța este abisală în comparație cu cardurile RTX. Și unele jocuri, cum ar fi Minecraft cu ray tracing RTX, necesită o placă video RTX din cauza modului specific în care activează ray tracing.
Cardurile AMD care accelerează ray tracing nu au un brand specific și nu au silicon dedicat. În schimb, folosesc ajustări hardware și actualizări de software pentru rezultate mai bune. Este mai dificil să identifici cardurile AMD care accelerează ray tracing, așa că fii atent la detalii.
PlayStation 5 și Xbox Series X și S de la Sony au hardware grafic de la AMD care poate accelera ray tracing. Totuși, depinde de dezvoltatori să activeze, iar multe jocuri nu o fac. Un exemplu notabil este Cyberpunk 2077, care a acceptat RTX ray tracing pe PC la lansare, dar nu a acceptat ray tracing pe consolele de nouă generație. Caracteristica este promisă pentru consolele de nouă generație într-un patch viitor.
