Недавно демонстрация от Epic, создателей игрового движка Unreal, удивила своими фотореалистичными световыми эффектами. Этот метод - большой шаг вперед в области трассировки лучей. Но что это значит?
Что делает трассировка лучей
Проще говоря, трассировка лучей - это метод, который графический движок использует для расчета того, как виртуальные источники света влияют на элементы в своей среде. Программа буквально следы в лучи света, используя вычисления, разработанные физиками, изучающими поведение реального света.
Графические движки, такие как Unreal или Unity, используют трассировку лучей для визуализации реалистичных световых эффектов - теней, отражений и преград - без необходимости визуализировать их как отдельные объекты. Хотя это довольно интенсивно с точки зрения обработки, использование его для рендеринга только того, что камера (то есть игрок) должна видеть в любой момент, означает, что он может быть более эффективным, чем другие, более старые методы имитации реалистичного света в виртуальной среде. Специфические световые эффекты визуализируются в одной двухмерной плоскости с точки зрения зрителя, а не постоянно во всей окружающей среде.
Все это достигается с помощью невероятно сложной математики, как с точки зрения фактического определения того, как ведет себя виртуальный свет, так и того, сколько из этих эффектов видно зрителю или игроку в любой момент времени. Разработчики могут использовать менее сложные версии тех же методов, чтобы учесть менее мощное оборудование или более быстрый и плавный игровой процесс.
Трассировка лучей - это общий подход к графике, а не какой-либо конкретный метод, хотя он постоянно совершенствуется и совершенствуется. Его можно использовать в предварительно обработанной графике, такой как спецэффекты в голливудских фильмах, или в движках реального времени, например, в графике, которую вы видите в середине игрового процесса во время компьютерной игры.
Что нового в трассировке лучей?
Демо, недавно появившееся в новостях о трассировке лучей, показано на видео ниже, короткое Звездные войны скетч с участием штурмовиков с очень неподходящим моментом. Его продемонстрировали на конференции разработчиков игр на прошлой неделе. Он был создан Epic Games (создателем вездесущего Unreal Engine) в партнерстве с NVIDIA и Microsoft, чтобы продемонстрировать новые методы трассировки лучей.
Вне контекста это просто глупое видео. Но важно то, что он рендерится в режиме реального времени, как видеоигра, а не заранее, как фильм Pixar. На видео ниже показано, как ведущий перемещает камеру по сцене с помощью элементов управления в реальном времени, что невозможно с предварительно визуализированной графикой.
Теоретически, если ваш игровой компьютер достаточно мощный, он может генерировать подобную графику в любой игре, используя новые световые эффекты с трассировкой лучей в предстоящей версии демонстрации Unreal.
Технология действительно великолепна (понимаете?), Потому что эта конкретная демонстрация включает в себя множество отражающих и зеркальных поверхностей с неправильной геометрией. Посмотрите, как окружающая обстановка отражается в изогнутых панелях хромированной брони капитана Фазмы. Не менее важно заметить, как он более тускло и рассеянно отражается от белой брони обычных штурмовиков. Это уровень реалистичного освещения, которого сегодня нет в играх.
Будет ли это выглядеть потрясающе для моих игр?
Что ж, да, при очень специфических обстоятельствах. Этот продвинутый уровень трассировки лучей упростит для видеоигр создание более впечатляющих световых эффектов, но на самом деле он не делает полигональную структуру графики более детальной. Он не увеличивает разрешение текстур и не улучшает плавность анимации. Короче говоря, это сделает освещение реалистичным, вот и все.
Приведенная выше демонстрация особенно драматична, потому что разработчики выбрали персонажей и среды, в которых почти каждая поверхность либо светится, либо отражает свет. Если вы используете ту же технологию для рендеринга, скажем, главного героя Ведьмак Если вы едете на лошади по сельской местности, вы не увидите каких-либо сильно отражающих поверхностей, кроме его меча и, возможно, воды. Важно отметить, что методы трассировки лучей не сильно улучшат отображение его кожи, меха лошади, кожи его одежды и так далее.
Заголовки, которые исходили от этой демонстрации, о том, что она приведет к появлению «графики из блокбастеров», были своего рода преувеличением - это может быть правдой, если вы играете уровень, установленный в зеркальном зале, но не более того.
Когда я увижу это в своих играх?
Демонстрация GDC была примером запатентованной техники трассировки лучей под названием RTX, которая сейчас разрабатывается NVIDIA. Он должен дебютировать в следующей серии высокопроизводительных видеокарт GeForce, которые, по слухам, дебютируют в конце этого года с номерами моделей 20XX. Как и другие проприетарные графические технологии, такие как NVIDIA PhysX, он, вероятно, не будет доступен игрокам, использующим видеокарты других производителей.
При этом RTX также использует новую функцию DirectX API система специально для трассировки лучей (называемая трассировкой лучей Microsoft). Таким образом, хотя приведенные выше конкретные демонстрации являются результатом сотрудничества Epic и NVIDIA, ничто не мешает конкурирующим производителям, таким как AMD и Intel, создавать аналогичные системы с аналогичными результатами.
Проще говоря, вы увидите, что в высококлассных компьютерных играх эти методы начнут использоваться ближе к концу 2018 - началу 2019 года. Геймеры, инвестирующие в новые видеокарты примерно в это время, получат наибольшую выгоду, но если у вас уже есть высокопроизводительная игровая система, вы можете использовать некоторые из этих эффектов в DirectX-совместимых играх на вашем текущем оборудовании.
Из-за длительного времени разработки и статических аппаратных целей игроки на консолях не увидят эту передовую графику до тех пор, пока не будет выпущен следующий раунд игровых консолей через несколько лет.
Изображение предоставлено: NVIDIA , Эпический / YouTube , Guru3D / YouTube
