Що таке трасування променів?

Нещодавно демонстрація від Epic, творців ігрового двигуна Unreal, підняла брови для фотореалістичних світлових ефектів. Техніка - великий крок вперед для трасування променів. Але що це означає?

Що робить трасування променів

Простіше кажучи, трасування променів є методом, який графічний движок використовує для обчислення того, як віртуальні джерела світла впливають на елементи в їхньому середовищі. Програма буквально сліди  промені світла, використовуючи розрахунки, розроблені фізиками, які вивчають, як поводиться справжнє світло.

Графічні двигуни, такі як Unreal або Unity, використовують трасування променів для відтворення реалістичних світлових ефектів-тіней, віддзеркалень і оклюзій без необхідності відтворювати їх як власні індивідуальні об'єкти. Хоча це є досить інтенсивним з точки зору обробки, використовуючи його для відображення лише того, що камера (тобто плеєр) повинна бачити в будь-який момент, означає, що вона може бути більш ефективною, ніж інші, більш старі методи моделювання реалістичного світла у віртуальних середовищах. Конкретні світлові ефекти відтворюються на одній двовимірній площині з точки зору глядача, не постійно в усьому середовищі.

Все це досягається за допомогою надзвичайно складної математики, як з точки зору фактичного визначення поведінки віртуального світла, так і від того, скільки цих ефектів видно глядачеві або гравцеві в будь-який момент часу. Розробники можуть використовувати менш складні версії тих же методів для обліку менш потужних апаратних засобів або більш швидкого, гладкого ігрового процесу.

Трасування променів - це загальний підхід до графіки, а не до будь-якої конкретної техніки, хоча вона постійно вдосконалюється і вдосконалюється. Її можна використовувати в попередньо відтвореній графіці, наприклад, у спеціальних ефектах, які можна побачити в голлівудських фільмах, або в движках реального часу, наприклад, графіки, які ви бачите в процесі гри під час гри на ПК.

Що нового в трасування променів?

Демо, яке отримало промінь, що простежується в новинах останнім часом, є одним у відео нижче, коротким Зоряні війни ескіз за участю деяких штурмовиків з дуже поганим часом. Це було показано на конференції Game Developer's минулого тижня. Вона була створена Epic Games (виробниками повсюдного Unreal Engine) у партнерстві з NVIDIA і Microsoft, щоб показати нові технології трасування променів.

Поза контекстом, це просто відео. Але важливим є те, що він передається в реальному часі, як відео-гра, не заздалегідь, як фільм Pixar. На наведеному нижче відео показано, як ведучий масштабує камеру через сцену за допомогою елементів керування в реальному часі.

Теоретично, якщо ваш ігровий ПК є достатньо потужним, він може генерувати подібну графіку в будь-якій грі за допомогою нових світлових ефектів відстеження променів у майбутній версії демо-версії Unreal..

Ця технологія дійсно світить (зрозумійте?), Тому що ця специфічна демонстрація включає в себе безліч відбивних і дзеркальних поверхонь з неправильною геометрією. Перевірте, як навколишнє середовище відображається в вигнутих панелях хромованого броні капітана Фазма. Не менш важливо, зверніть увагу на те, як воно відбивається більш тупо і дифузно від білої броні звичайних штурмовиків. Це рівень реалістичного освітлення, який сьогодні не доступний в іграх.

Чи буде це робити мої ігри виглядають дивовижно?

Ну, так-так, в дуже конкретних умовах. Цей просунутий рівень трасування променів полегшить відеоігри, щоб зробити більш вражаючі ефекти освітлення, але це насправді не робить полігональну структуру графіки більш детальною. Це не підвищує роздільну здатність текстур або підвищує плинність анімації. Коротше кажучи, це зробить освітлення виглядом реалістичним, і це приблизно його.

Демонстрація вище особливо драматична, тому що розробники вибрали персонажів і середовищ, де майже кожна поверхня або сяє, або відбиває світло. Якщо ви використовуєте ту ж технологію, щоб зробити, скажімо, головним героєм Відьмак серії, що їдуть по коням по сільській місцевості, ви не побачите ніяких поверхонь майора, окрім його меча і, можливо, води. Найважливіше, що методи трасування променів не допоможуть значно поліпшити рендерінг шкіри, хутра коня, шкіри його одягу і так далі.

Заголовки, які вийшли з цієї демонстрації, що стверджують, що це призведе до "графічної графіки блокбастерів", - це трохи гіперболи, що може бути істинним, якщо ви граєте на рівні, встановленому в залі дзеркал, але це все.

Коли я побачу цю речовину в моїх іграх?

Демонстрація GDC була прикладом фірмової технології трасування променів під назвою RTX, яка зараз розробляється NVIDIA. Вона має намір дебютувати в наступній серії високоякісних відеокарт GeForce, в даний час, за чутками, дебютує пізніше цього року з номерами моделей 20ХХ. Як і інші фірмові графічні технології, такі як PhysX від NVIDIA, він, ймовірно, не буде доступний для гравців, які використовують відеокарти інших виробників..

Окрім цього, RTX також використовує нову функцію системи DirectX API, спеціально для трасування променів (так зване прокладання від Майкрософт). Таким чином, незважаючи на те, що специфічні демо-версії є співпрацею між Epic і NVIDIA, ніщо не заважає конкуруючим виробникам, таким як AMD і Intel, створювати подібні системи з подібними результатами.

Простіше кажучи, ви побачите, що високоякісні комп'ютерні ігри починають використовувати ці методи до кінця 2018 і початку 2019 року. Геймери, які інвестують у нові відеокарти того часу, побачать найбільшу вигоду, але якщо у вас вже є Ви можете використовувати деякі з цих ефектів у DirectX-сумісних іграх на вашому поточному апаратному забезпеченні.

Через тривалий час розробки та статичні апаратні цілі, консольні гравці не бачать цих передових графічних зображень, доки через кілька років не вийде наступний раунд ігрових консолей..

Зображення: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube