Recentemente una demo di Epic, i creatori del motore di gioco Unreal, ha sollevato le sopracciglia per i suoi effetti di luce fotorealistici. La tecnica è un grande passo avanti per il ray tracing. Ma cosa significa?
Cosa fa il Ray Tracing
In parole povere, il ray tracing è un metodo utilizzato da un motore grafico per calcolare in che modo le sorgenti di luce virtuale influenzano gli elementi all'interno del loro ambiente. Il programma letteralmente tracce il raggi di luce, utilizzando calcoli sviluppati da fisici che studiano il modo in cui si comporta la luce reale.
I motori grafici come Unreal o Unity utilizzano il ray tracing per eseguire il rendering di effetti di illuminazione realistici (ombre, riflessi e occlusioni) senza dover renderli come oggetti individuali. Sebbene sia piuttosto intenso dal punto di vista dell'elaborazione, utilizzarlo per eseguire il rendering solo di ciò che la fotocamera (cioè il lettore) deve vedere in un dato momento significa che può essere più efficiente di altri metodi meno recenti di simulazione della luce realistica in ambienti virtuali. Gli effetti di illuminazione specifici sono resi su un unico piano bidimensionale dalla prospettiva dello spettatore, non costantemente in tutto l'ambiente.
Tutto ciò si ottiene con una matematica incredibilmente complessa, sia in termini di determinazione effettiva del modo in cui si comporta la luce virtuale, sia di quanti di questi effetti sono visibili allo spettatore o al giocatore in un dato momento. Gli sviluppatori possono utilizzare versioni meno complesse delle stesse tecniche per tenere conto di hardware meno potente o di un gameplay più veloce e fluido.
Il ray tracing è un approccio generale alla grafica piuttosto che una tecnica specifica, sebbene sia stato costantemente perfezionato e migliorato. Può essere utilizzato nella grafica pre-renderizzata, come gli effetti speciali visti nei film di Hollywood, o nei motori in tempo reale, come la grafica che vedi nel mezzo del gioco durante un gioco per PC.
Cosa c'è di nuovo nel Ray Tracing?
La demo che ha recentemente ottenuto il ray tracing nelle notizie è quella nel video qui sotto, un breve Guerre stellari schizzo che coinvolge alcuni stormtrooper con un tempismo davvero pessimo. È stato mostrato la scorsa settimana alla conferenza degli sviluppatori di giochi. È stato creato da Epic Games (creatori dell'onnipresente Unreal Engine) in collaborazione con NVIDIA e Microsoft per mostrare le nuove tecniche di ray tracing.
Fuori contesto, è solo un video sciocco. Ma la cosa importante è che viene renderizzato in tempo reale, come un videogioco, non prima come un film della Pixar. Il video sotto mostra il presentatore che ingrandisce la scena con la videocamera con controlli in tempo reale, cosa che non è possibile con la grafica prerenderizzata.
Teoricamente, se il tuo PC da gioco è abbastanza potente, può generare grafica come quella in qualsiasi gioco utilizzando i nuovi effetti di luce ray tracing nella prossima versione della demo di Unreal.
La tecnologia brilla davvero (capito?) Perché questa specifica demo include molte superfici riflettenti e specchiate con geometria irregolare. Guarda come l'ambiente si riflette nei pannelli curvi dell'armatura cromata del Capitano Phasma. Altrettanto importante, notare come viene riflesso in modo più ottuso e diffuso dall'armatura bianca dei normali assaltatori. Questo è un livello di illuminazione realistica che oggi non è disponibile nei giochi.
Farà sembrare i miei giochi fantastici?
Ebbene sì, in circostanze molto specifiche. Questo livello avanzato di ray tracing renderà più semplice per i videogiochi il rendering di effetti di luce più impressionanti, ma in realtà non rende più dettagliata la struttura poligonale della grafica. Non aumenta la risoluzione delle trame né migliora la fluidità delle animazioni. In breve, renderà l'illuminazione realistica, e questo è tutto.
La demo qui sopra è particolarmente drammatica perché gli sviluppatori hanno scelto personaggi e ambienti in cui quasi ogni superficie brilla o riflette la luce. Se usi la stessa tecnologia per rendere, diciamo, il protagonista di The Witcher serie in sella al suo cavallo attraverso la campagna, non vedrai superfici maggiormente riflettenti tranne la sua spada e forse un po 'd'acqua. Fondamentalmente, le tecniche di ray tracing non faranno molto per migliorare la resa della sua pelle, della pelliccia del cavallo, della pelle dei suoi vestiti e così via.
I titoli che provenivano da questa dimostrazione, sostenendo che si sarebbe tradotta in una "grafica cinematografica di successo", erano un po 'iperboli - questo potrebbe essere vero se stai giocando a un livello ambientato in una sala degli specchi, ma questo è tutto.
Quando vedrò questa roba nei miei giochi?
La dimostrazione GDC è stata un esempio di una tecnica di ray tracing proprietaria chiamata RTX, ora sviluppata da NVIDIA. È destinato a debuttare nella prossima serie di schede grafiche GeForce di fascia alta, che attualmente si vocifera debutteranno entro la fine dell'anno con i numeri di modello 20XX. Come altre tecnologie grafiche proprietarie, come PhysX di NVIDIA, probabilmente non sarà disponibile per i giocatori che utilizzano schede grafiche di altri produttori.
Detto questo, RTX utilizza anche una nuova funzionalità di DirectX API sistema specifico per il ray tracing (chiamato raytracing da Microsoft). Quindi, mentre le demo specifiche di cui sopra sono una collaborazione tra Epic e NVIDIA, non c'è nulla che impedisca a produttori concorrenti come AMD e Intel di creare sistemi simili con risultati simili.
Per dirla semplicemente, vedrai che i giochi per PC di fascia alta inizieranno a utilizzare queste tecniche verso la fine del 2018 e l'inizio del 2019. I giocatori che investono in nuove schede grafiche in quel periodo vedranno i maggiori vantaggi, ma se lo hai già un sistema di gioco di fascia alta, potresti essere in grado di utilizzare alcuni di questi effetti nei giochi compatibili con DirectX sul tuo attuale hardware.
A causa dei lunghi tempi di sviluppo e degli obiettivi hardware statici, i giocatori di console non vedranno questa grafica avanzata fino a quando il prossimo round di console di gioco non verrà rilasciato tra diversi anni.
Credito immagine: NVIDIA , Epico / YouTube , Guru3D / YouTube
