Hvad er Ray Tracing?

For nylig rejste en demo fra Epic, skaberne af den uvirkelige spilmotor, øjenbrynene for sine billedrealistiske lyseffekter. Teknikken er et stort fremskridt for strålingssporing. Men hvad betyder det?

Hvad Ray Tracing gør

Enkelt sagt, ray tracing er en metode, som en grafikmotor bruger til at beregne, hvordan virtuelle lyskilder påvirker emnerne i deres miljø. Programmet bogstaveligt spor det stråler af lys, ved hjælp af beregninger udviklet af fysikere, der studerer den måde, det virkelige lys opfører sig på.

Grafiske motorer som Unreal eller Unity bruger strålesporing til at gøre realistiske lyseffekter-skygger, refleksioner og okklusioner-uden at skulle gøre dem til deres egne individuelle genstande. Selv om det er ret intensivt fra et behandlingssynspunkt, bruger det kun til at gengive, hvad kameraet (dvs. afspilleren) skal se på et givet tidspunkt, det betyder, at det kan være mere effektivt end andre ældre metoder til simulering af realistisk lys i virtuelle miljøer. De specifikke lyseffekter udføres på et enkelt todimensionelt plan i betragterens perspektiv, ikke hele tiden i hele miljøet.

Dette opnås alt sammen ved hjælp af noget stupendously komplekst matematik, både hvad angår faktisk bestemmelse af, hvordan det virtuelle lys opfører sig, og hvor mange af disse effekter der er synlige for seeren eller afspilleren på et givet tidspunkt. Udviklere kan bruge mindre komplekse versioner af de samme teknikker til at regne med mindre kraftig hardware eller mere hurtig og jævn spiloptagelse.

Ray tracing er en generel tilgang til grafik snarere end en bestemt teknik, selvom den er blevet raffineret og forbedret. Den kan bruges i præ-rendered grafik, som de specielle effekter, der ses i Hollywood-film eller i realtidsmotorer, som den grafik du ser midt i spillet under et pc-spil.

Hvad er nyt i Ray Tracing?

Den demo, der har fået straks at spore ind i nyhederne, er den i videoen nedenfor, en kort Star wars skitse, der involverer nogle stormtroopere med virkelig dårlig timing. Det blev vist på Game Developer's Conference i sidste uge. Det er blevet skabt af Epic Games (beslutningstagere af den allestedsnærværende Unreal Engine) i samarbejde med NVIDIA og Microsoft for at vise nye ray tracing teknikker.

Uden for kontekst er det bare en goofy video. Men den vigtige smule er, at den bliver gengivet i realtid, som et videospil, ikke på forhånd som en Pixar-film. Videoen herunder viser, at presentatøren zoomer kameraet gennem scenen med kontroller i realtid, noget der ikke er muligt med prerendered grafik.

Teoretisk set, hvis din spille-pc er stærk nok, kan det generere grafik som det i ethvert spil ved hjælp af de nye strålesporingsbelysningseffekter i den kommende version af den uvirkelige demo.

Teknologien skinner virkelig (få det?), Fordi denne specifikke demo indeholder mange reflekterende og spejlede overflader med uregelmæssig geometri. Se nærmere på, hvordan miljøet afspejles i de buede paneler af Captain Phasma's forkromede rustning. Lige så vigtigt, bemærke hvordan det afspejles mere dully og diffusely off af den hvide rustning af de normale stormtroopere. Dette er et niveau af realistisk belysning, der ikke er tilgængelig i spil i dag.

Vil det gøre mine spil ser fantastiske ud?

Nå ja i meget specifikke omstændigheder. Dette avancerede niveau af strålesporing gør det nemmere for videospil at gøre mere imponerende lyseffekter, men det gør faktisk ikke den polygonale struktur af grafikken mere detaljeret. Det øger ikke opløsningen af ​​teksturerne, eller forbedrer animationernes flydende egenskaber. Kort sagt, det vil gøre belysningen ser realistisk ud, og det handler om det.

Demoen ovenfor er særlig dramatisk, fordi udviklerne valgte tegn og miljøer, hvor næsten hver overflade enten skinner eller reflekterer lys. Hvis du bruger den samme teknologi til at gøre, siger hovedpersonen i The Witcher serier, der kører hans hest gennem landet, vil du ikke se nogen større reflekterende overflader undtagen hans sværd og måske noget vand. Vigtigt vil ray tracing teknikker ikke gøre meget for at forbedre gengivelsen af ​​hans hud, hestens pels, læderet på hans tøj osv..

Overskrifterne fra denne demonstration, der hævder det, ville resultere i "blockbuster movie graphics" var en smule hyperbole-det kan være sandt, hvis du spiller et niveau i en spejlhal, men det handler om det.

Hvornår vil jeg se disse ting i mine spil?

GDC-demonstrationen var et eksempel på en proprietær strålesporingsteknik kaldet RTX, som nu udvikles af NVIDIA. Det er sat til debut i den næste serie af avancerede GeForce grafikkort, der for tiden ryger til debut senere i år med 20XX modelnumre. Ligesom anden proprietær grafikteknologi, som f.eks. NVIDIA's PhysX, er den nok ikke tilgængelig for spillere, der bruger grafikkort fra andre producenter.

Når det er sagt, bruger RTX også en ny funktion af DirectX API-systemet specielt til ray tracking (kaldet raytracing af Microsoft). Så mens de specifikke demoer ovenfor er et samarbejde mellem Epic og NVIDIA, er der intet, der stopper konkurrerende producenter som AMD og Intel fra at skabe lignende systemer med lignende resultater.

For at sige det simpelthen ser du high-end pc-spil begynde at bruge disse teknikker i slutningen af ​​2018 og begyndelsen af ​​2019. Spillere, der investerer i nye grafikkort omkring den tid, vil få mest gavn, men hvis du allerede har et avanceret gaming system, kan du muligvis bruge nogle af disse effekter i DirectX-kompatible spil på din nuværende hardware.

På grund af lange udviklingstider og statiske hardwaremål vil konsolspillere ikke se denne avancerede grafik, indtil næste runde af spilkonsoller frigives i flere år.

Billedkredit: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube