Nylig løftet en demo fra Epic, produsentene av Unreal-spillmotoren, øyenbrynene for sine fotorealistiske lyseffekter. Teknikken er et stort skritt fremover for strålesporing. Men hva betyr det?
Hva Ray Tracing gjør
Enkelt sagt er strålesporing en metode som en grafikkmotor bruker for å beregne hvordan virtuelle lyskilder påvirker elementene i deres miljø. Programmet bokstavelig talt spor de stråler av lys, ved hjelp av beregninger utviklet av fysikere som studerer måten ekte lys oppfører seg på.
Grafikkmotorer som Unreal eller Unity bruker strålesporing for å gjengi realistiske lyseffekter - skygger, refleksjoner og okklusjoner - uten å måtte gjengi dem som sine egne objekter. Selv om det er ganske intensivt fra et behandlingssynspunkt, betyr det at det bare kan gjengis det kameraet (dvs. spilleren) trenger å se til enhver tid, at det kan være mer effektivt enn andre, eldre metoder for å simulere realistisk lys i virtuelle miljøer. De spesifikke lyseffektene blir gjengitt på et enkelt todimensjonalt plan etter betrakterens perspektiv, ikke hele tiden i hele miljøet.
Alt dette oppnås med en utrolig kompleks matematikk, både når det gjelder å faktisk bestemme hvordan det virtuelle lyset oppfører seg og hvor mye av disse effektene som er synlige for betrakteren eller spilleren til enhver tid. Utviklere kan bruke mindre komplekse versjoner av de samme teknikkene for å gjøre rede for mindre kraftig maskinvare eller mer fartsfylt, jevn spill.
Strålesporing er en generell tilnærming til grafikk i stedet for noen spesifikk teknikk, selv om den stadig har blitt raffinert og forbedret. Den kan brukes i forhåndsgitt grafikk, som spesialeffekter som sees i Hollywood-filmer, eller i sanntidsmotorer, som grafikken du ser midt i spillet under et PC-spill.
Hva er nytt i strålesporing?
Demoen som har fått strålesporing i nyhetene nylig, er den i videoen nedenfor, en kort Stjerne krigen skisse som involverer noen stormtroopere med veldig dårlig timing. Det ble vist frem på Game Developer’s Conference forrige uke. Det er laget av Epic Games (produsenter av den allestedsnærværende Unreal Engine) i samarbeid med NVIDIA og Microsoft for å vise frem nye strålesporingsteknikker.
Utenfor konteksten er det bare en tåpelig video. Men det viktigste er at den blir gjengitt i sanntid, som et videospill, ikke på forhånd som en Pixar-film. Videoen nedenfor viser programlederen som zoomer kameraet gjennom scenen med sanntidskontroller, noe som ikke er mulig med forhåndsutgitt grafikk.
Teoretisk sett, hvis spill-PC-en din er kraftig nok, kan den generere grafikk som den i hvilket som helst spill ved hjelp av de nye strålesporingsbelysningseffektene i den kommende versjonen av Unreal-demoen.
Teknologien skinner virkelig (skjønner du det?) Fordi denne spesifikke demoen inneholder mange reflekterende og speilvendte overflater med uregelmessig geometri. Sjekk hvordan miljøet reflekteres i de buede panelene i kaptein Phasmas forkromede rustning. Like viktig, legg merke til hvordan det reflekteres mer kjedelig og diffust av den hvite rustningen til de normale stormtropperne. Dette er et nivå av realistisk belysning som ikke er tilgjengelig i spill i dag.
Vil det få spillene mine til å se fantastiske ut?
Vel, ja — i veldig spesifikke omstendigheter. Dette avanserte nivået av strålesporing vil gjøre det lettere for videospill å gjengi mer imponerende lyseffekter, men det gjør faktisk ikke den polygonale strukturen i grafikken mer detaljert. Det øker ikke oppløsningen til teksturene, eller forbedrer flyten i animasjonene. Kort sagt, det skal gjøre at belysning ser realistisk ut, og det handler om det.
Demoen ovenfor er spesielt dramatisk fordi utviklerne valgte tegn og miljøer hvor nesten alle overflater enten skinner eller reflekterer lys. Hvis du bruker den samme teknologien til å gjengi, si hovedpersonen til The Witcher serier som kjører på hesten sin gjennom landsbygda, ser du ingen større reflekterende overflater bortsett fra sverdet og kanskje litt vann. Avgjørende er at strålesporingsteknikkene ikke vil gjøre mye for å forbedre gjengivelsen av huden hans, hestens pels, læret av klærne hans og så videre.
Overskriftene som kom fra denne demonstrasjonen som hevdet at den ville resultere i "blockbuster filmgrafikk" var litt av hyperbole - det kan være sant hvis du spiller et nivå satt i en speilhall, men det handler om det.
Når vil jeg se dette i spillene mine?
GDC-demonstrasjonen var et eksempel på en egenutviklet strålesporingsteknikk kalt RTX, som nå ble utviklet av NVIDIA. Det kommer til å debutere i neste serie av high-end GeForce-grafikkort, som for tiden ryktes å debutere senere i år med 20XX-modellnumrene. I likhet med annen proprietær grafikkteknologi, som NVIDIAs PhysX, vil den sannsynligvis ikke være tilgjengelig for spillere som bruker grafikkort fra andre produsenter.
Når det er sagt, bruker RTX også en ny funksjon av DirectX API system spesielt for strålesporing (kalt raytracing av Microsoft). Så mens de spesifikke demoene ovenfor er et samarbeid mellom Epic og NVIDIA, er det ingenting som hindrer konkurrerende produsenter som AMD og Intel i å lage lignende systemer med lignende resultater.
For å si det enkelt, vil du se high-end PC-spill begynner å bruke disse teknikkene mot slutten av 2018 og begynnelsen av 2019. Spillere som investerer i nye grafikkort rundt den tiden, vil se mest fordel, men hvis du allerede har et avansert spillsystem, kan du kanskje bruke noen av disse effektene i DirectX-kompatible spill på din nåværende maskinvare.
På grunn av lange utviklingstider og statiske maskinvaremål vil konsollspillere ikke se denne avanserte grafikken før neste runde med spillkonsoller er utgitt på flere år.
Bildekreditt: NVIDIA , Episk / YouTube , Guru3D/YouTube
