Wat is Ray Tracing?

Onlangs trok een demo van Epic, de makers van de Unreal-game-engine, de wenkbrauwen op vanwege de fotorealistische lichteffecten. De techniek is een grote stap voorwaarts voor ray tracing. Maar wat betekent dat?

Wat Ray Tracing doet

Eenvoudig gezegd is ray tracing een methode die een grafische engine gebruikt om te berekenen hoe virtuele lichtbronnen de items binnen hun omgeving beïnvloeden. Het programma letterlijk sporen de stralen van licht, met behulp van berekeningen die zijn ontwikkeld door natuurkundigen die de manier bestuderen waarop echt licht zich gedraagt.

Grafische engines zoals Unreal of Unity maken gebruik van ray tracing om realistische lichteffecten (schaduwen, reflecties en occlusies) weer te geven zonder ze als hun eigen individuele objecten weer te geven. Hoewel het vanuit een verwerkingsstandpunt tamelijk intensief is, en het gebruikt om alleen datgene te reproduceren wat de camera (dat wil zeggen de speler) op een bepaald moment moet zien, betekent dit dat het efficiënter kan zijn dan andere, oudere methoden voor het simuleren van realistisch licht in virtuele omgevingen. De specifieke lichteffecten worden weergegeven op een enkel tweedimensionaal vlak vanuit het perspectief van de kijker, niet constant in de hele omgeving.

Dit wordt allemaal bereikt met een ongelooflijk complexe wiskunde, zowel in termen van het feitelijk bepalen van de manier waarop het virtuele licht zich gedraagt ​​en hoeveel van deze effecten op een gegeven moment zichtbaar zijn voor de kijker of speler. Ontwikkelaars kunnen minder complexe versies van dezelfde technieken gebruiken om minder krachtige hardware te verwerken of sneller en vloeiender gameplay.

Ray Tracing is een algemene benadering van grafische afbeeldingen in plaats van een specifieke techniek, hoewel deze voortdurend is verfijnd en verbeterd. Het kan worden gebruikt in vooraf gerenderde afbeeldingen, zoals de speciale effecten die worden gezien in Hollywood-films of in real-time engines, zoals de afbeeldingen die u midden in het spel ziet tijdens een pc-game.

Wat is er nieuw in Ray Tracing?

De demo die onlangs raytracing in het nieuws heeft gekregen, is die in de onderstaande video, een korte samenvatting Star Wars schets waarbij een aantal stormtroopers betrokken zijn met echt slechte timing. Het werd vorige week getoond op de Game Developer's Conference. Het is gemaakt door Epic Games (makers van de alomtegenwoordige Unreal Engine) in samenwerking met NVIDIA en Microsoft om te pronken met nieuwe ray tracing-technieken.

Zonder context is het gewoon een goofy video. Maar het belangrijkste is dat het in realtime wordt weergegeven, zoals een videogame, niet van tevoren zoals een Pixar-film. Onderstaande video laat de presentator zien die de camera door de scène zoomt met real-time bedieningselementen, iets dat niet mogelijk is met geprofileerde grafische afbeeldingen.

Theoretisch gezien, als je gaming-pc krachtig genoeg is, kan hij dergelijke graphics genereren in elk spel met behulp van de nieuwe ray tracing-lichteffecten in de aankomende versie van de Unreal-demo..

De technologie schijnt echt (snap je?) Omdat deze specifieke demo veel reflecterende en gespiegelde oppervlakken bevat met een onregelmatige geometrie. Bekijk de manier waarop de omgeving wordt weerspiegeld in de gebogen panelen van het verchroomde pantser van Captain Phasma. Net zo belangrijk, merk op hoe het dommer en diffuser weerspiegeld wordt van het witte harnas van de normale stormtroopers. Dit is een niveau van realistische verlichting dat vandaag niet beschikbaar is in games.

Will It Make My Games ziet er fantastisch uit?

Nou ja, in zeer specifieke omstandigheden. Dit geavanceerde niveau van ray tracing maakt het voor videogames gemakkelijker om meer indrukwekkende lichteffecten te maken, maar het maakt de polygonale structuur van de grafische afbeeldingen niet gedetailleerder. Het verbetert de resolutie van de structuren niet, of verbetert de vloeiendheid van de animaties. Kortom, het zal de belichting realistisch laten lijken, en dat is het dan ook.

De demo hierboven is vooral dramatisch omdat de ontwikkelaars personages en omgevingen hebben gekozen waar bijna elk oppervlak ofwel schijnt ofwel reflecteert. Als je dezelfde technologie gebruikt om, laten we zeggen, de protagonist van te maken The Witcher Als je zijn paard door het landschap rijdt, zie je geen opvallend reflecterende oppervlakken behalve zijn zwaard en misschien wat water. Cruciaal genoeg zullen de ray tracing-technieken niet veel doen om de weergave van zijn huid, de vacht van het paard, het leer van zijn kleren, enzovoort te verbeteren..

De koppen die uit deze demonstratie kwamen en beweerden dat dit zou resulteren in 'blockbuster movie graphics' waren een beetje overdrijvingen - dat kan waar zijn als je een level afspeelt in een spiegelpaleis, maar dat is het zo'n beetje.

Wanneer zal ik dit spul zien in mijn spellen?

De GDC-demonstratie was een voorbeeld van een gepatenteerde ray tracing-techniek genaamd RTX, die nu door NVIDIA wordt ontwikkeld. Het is klaar om te debuteren in de volgende reeks high-end GeForce grafische kaarten, waarvan bekend is dat het later dit jaar zal debuut zijn met de 20XX modelnummers. Net als andere merkgebonden grafische technologie, zoals Physix van NVIDIA, is deze waarschijnlijk niet beschikbaar voor spelers die grafische kaarten van andere fabrikanten gebruiken.

Dat gezegd hebbende, gebruikt RTX ook een nieuwe functie van het DirectX API-systeem specifiek voor ray tracing (genaamd raytracing door Microsoft). Dus hoewel de specifieke demo's hierboven een samenwerking zijn tussen Epic en NVIDIA, is er niets dat concurrerende fabrikanten zoals AMD en Intel ervan weerhoudt soortgelijke systemen te maken met vergelijkbare resultaten.

Simpel gezegd, je zult zien dat high-end pc-spellen deze technieken tegen het einde van 2018 en begin 2019 gaan gebruiken. Gamers die rond die tijd in nieuwe grafische kaarten investeren, zullen het meeste voordeel hebben, maar als je al hebt een high-end gaming-systeem, misschien kunt u sommige van deze effecten gebruiken in DirectX-compatibele spellen op uw huidige hardware.

Vanwege lange ontwikkeltijden en statische hardwaretargets zullen console-spelers deze geavanceerde grafische afbeeldingen pas zien nadat de volgende ronde gameconsoles over een aantal jaren is uitgebracht.

Afbeelding tegoed: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube