Ons het Ray Tracing in die praktyk nagegaan, na die voorbeeld van Beheer- en GeForce-grafika …

Ons het Ray Tracing in die praktyk nagegaan, na die voorbeeld van Beheer- en GeForce-grafika ...

Beheer verdien die aandag van spelers nie net omdat dit bloot ‘n fantastiese spel is nie. Dit is ook een van die eerste produksies wat die voordele van Ray Tracing-tegnologie op die rekenaar gebruik.

Ek het die plesier gehad om Control op die nuwe Nvidia GeForce RTX 2080 Super-grafiese kaart te speel, wat my toelaat om die speletjie glad te verloop met ‘n resolusie van 2560 x 1440, maksimum besonderhede en alle grafiese funksies moontlik.

Een van die “goodies” is Ray Tracing – straal-opsporingstegnologie. Ek erken eerlik dat toe ek die eerste keer van Ray Tracing gehoor het, ek nie gedink het dit is ‘n groot deurbraak nie. In tegniese terme … Ray Tracing is nie ‘n deurbraak nie, want die oorgrote meerderheid van die gevolge kan reeds met ander tegnologieë bereik word. Nadat ek Control gespeel het, is dit egter vir my moeilik om terug te keer na speletjies wat Ray Tracing nie bied nie.

Wat is Ray Tracing?

Ek gee my wyser kollega Maciek Gajewski stem:

Ray-Tracing is ‘n beeldgenererende tegniek wat op geen manier as nuut beskryf kan word nie. Die eerste toneel wat op hierdie manier weergegee is, is reeds in 1982 geskep met behulp van een van die superrekenaars aan ‘n Japanse universiteit. Straalopsporing is waarskynlik die laaste, mees realistiese manier om virtuele wêrelde te genereer.

Dit gebruik presies dieselfde tegniek om die werklikheid te waarneem as ons brein. Dit ontleed dus die ligstrale wat in die menslike oog of virtuele kamera val. Danksy hierdie hele spel van lig, skaduwee en mengkleure, harde en sagte weerkaatsings lyk alles of moet dit lyk soos dit regtig is. Mense wat ‘n vae idee van fisika en rekenaarwetenskap het, sal waarskynlik hul wenkbroue lig met verbasing. Maar hoe simuleer die rekenaar die basillyne van ligstrale, insluitend hul weerkaatsing van materiale met verskillende fisiese eienskappe? Nee, dit is nog nie moontlik nie. Selfs die kragtige GeForce RTX met addisionele kerns wat die omskakeling in verband met straalsporing versnel doen dit nie. Nietemin is dit reeds sterk genoeg om die vereenvoudigde weergawe van straaltracing te kan gebruik.

En nie vir die hele toneel nie, maar slegs vir sommige van die elemente.

Wat gee straalopsporing ons, spelers? Tegnies, eintlik … niks.

Daar is teoreties geen kontraindikasies om ‘n virtuele toneel met ‘n ander metode as Ray Tracing te lewer nie en dieselfde effek te verkry. Dit beteken egter nie dat alle strale-opsporing vals is om baie geld uit ons sak te kry nie. Die sleutelwoord in die vorige sin was teoreties: moderne speletjies gebruik ‘n verskeidenheid truuks om realistiese chiaroscuro, kleure, refleksies en refleksies te visualiseer. Skyboxes, weerkaatsings op die skermruimte en baie ander tegnieke laat speletjies die gedrag van lig in die virtuele wêreld redelik oortuigend simuleer. Dit is egter alles swendelary.

‘N Verskeidenheid programmeer-truuks waarvan die illusie effektief is totdat ons hulle van nader bekyk. Om rekenaar- of konsole-hulpbronne te bespaar, vervang speletjins virtuele voorwerpe op die skerm dinamies in verskillende vlakke van detail. Dit maak nie sin om die komplekse struktuur van die boomkroon te maak nie, want dit is agter die speler en hy sien dit nie. Maar hierdie boom kan ‘n skaduwee werp wat alreeds op die skerm sigbaar is. Ray-opsporing los baie probleme op vir spelontwikkelaars. In plaas daarvan om meer abstrakte meganismes te ontwikkel om die realisme van 3D-grafika te verhoog, simuleer hulle die werklikheid. Hulle hoef nie te wonder wat die speler moet sien as hy in die virtuele spieël kyk en hoe om dit te genereer nie. Dit sal die spel-enjin vir hulle doen. Dit klink nog steeds na ‘n valsheid! Moet ek betaal om dit vir iemand anders makliker te maak?

Die spel, soos enige rekenaarprogram, kan ‘n sekere ingewikkeldheid hê. Hoe meer hacks en truuks, hoe minder stabiel is die program, hoe moeiliker is dit om te onderhou en te ontwikkel, en bowenal kos die ontwikkeling waardevolle ure se programmeerder. Niemand sal hiervoor wag om ‘n IT-probleem op te los nie, soos die weerliggedrag tydens ‘n nagreën in die reën. Die spel verskyn oor twee jaar, as die programmeerder dit nie vir ‘n maand oplos nie, gebruik ons ​​’n minder visueel aantreklike oplossing.

Om die enorme voordele van die oorgang na meer moderne, maar baie veeleisender beeldgenereringstegnologie te begryp, laat ons met twee dekades teruggaan.

Die spelmark word, net soos vandag, beheer deur die shooter-genre. Die grootste verteenwoordiger en dan onoortreflike model is Doom. Teenstanders in hierdie speletjie is nie driedimensionele voorwerpe nie. Om die spel op die rekenaars van daardie tyd te laat werk, was dit nodig om die werklikheid te vereenvoudig. Sinistere demone word as bitmaps gegenereer. Dus tweedimensionele beelde wat ons selfs in Paint kon skep. Hierdie tegniek lewer uitstekende resultate en benodig baie minder van die toerusting. Dit veroorsaak egter ‘n probleem: aangesien die monster ‘n tweedimensionele beeld is, beteken dit dat die skepper van die spel elke raam van sy animasie handmatig moet skep. En herhaal dan die aksie om die monster vanuit ‘n ander hoek te illustreer. En dan onder ‘n ander een. En die ander een. En dan soos dit skiet. En hoe dit verloop.

Dit is ‘n absurde hoeveelheid werk, daarom beweeg vyande in Doom soos in stop motion-animasie. Skud het ‘n rewolusie by skieters gebring. Dit het egter ‘n prys gehad: Doom het goed gewerk op 386 verwerkers, Quake het etlike generasies van die nuwer Pentium nodig. Teenstanders in Quake, indien nie vir die hoër resolusie van die spel self nie, het nie veel beter gelyk as dié in Doom nie. Hulle is egter gemaak van driedimensionele veelhoeke in plaas van bitmaps. Dit beteken dat ontwikkelaars van baie werk ontslaan is. Die spel het al gesimuleer hoe so ‘n monster van alle kante, van elke hoek en in enige beligting, lyk.

Quake het die weg gebaan vir speletjies wat só lyk:

Beheermiddel

In teorie kan beheer geskep word deur ‘n metode te herinner aan die van Doom. Dit is net so dat dit waarskynlik so drie dekades duur om ‘n soortgelyke opbou in grafiese ontwerp te bewerkstellig. Ray-opsporing is dus ‘n rewolusie vir spelers.

Ons is in ‘n baie vroeë stadium van die ontwikkeling daarvan. GeForce GTX kan histories vergelyk word met die eerste 3D-versnellers soos S3 Virge, wat die SVE effens van grafiese generasie verlig het. Ons moes die era van Voodoo Graphics en Riva TNT ondergaan om uiteindelik by GeForce 256 uit te kom, die eerste kaart wat alle 3D-toneelelemente op sy eie kan lewer. Dit beteken egter nie dat u nie op hierdie oomblik moet belangstel nie.

Kyk na die hele artikel en let op hoeveel Control verdien, selfs nadat u ‘n baie eenvoudige, enigste deel van die virtuele toneelstraalopsporingsmetode bygevoeg het. Ray Tracing is die heilige graal van innemende 3D-ingenieurs en grafiese ontwerpers. Aangesien die simulasie van die toneel deur die ligstrale op hierdie stadium reeds die resultate in die illustrasies sigbaar maak, dink dan aan wat oor ‘n paar jaar moontlik sal wees, met nog beter GPU’s.

Noudat ons weet wat die tegnologie van straaltoetsing is van die tegniese kant af, laat ons kyk hoe Control dit gebruik.

Daar moet aan die begin gesê word dat in die meeste toepassings die verskille tussen Ray Tracing aan en af ​​byna onsigbaar sal wees op statiese skermkiekies. Ray-opsporing onthul sy ware vermoëns slegs as daar beweeg word en die verhoogverligting dinamies verander word.

Dit kan gesien word op die amptelike aanbieding van Nvidia, waar u duidelik kan sien hoe Ray Tracing die toneel “animeer”. Ligte weerkaatsings dans op die oppervlaktes, fakkels is meer natuurlik, weerkaatsings verskyn in die glas, wat sonder Ray Tracing nie in die spel gesien sal word nie:

Ons het Ray Tracing in die praktyk nagegaan, aan die hand van die Beheer en grafiese GeForce RTX 2080 Super 1 Ons het Ray Tracing in die praktyk nagegaan, aan die hand van die Beheer- en GeForce RTX 2080 Super 2-grafika

Subtiele verskille kan egter selfs in statiese tonele gesien word.

Kom ons kyk na die muur aan die regterkant. Dit is hoe Ray Tracing lyk:

Ons het Ray Tracing in die praktyk nagegaan, aan die hand van die Beheer en grafiese GeForce RTX 2080 Super 3

En so met af:

Ons het Ray Tracing in die praktyk nagegaan, aan die hand van die Beheer en grafiese GeForce RTX 2080 Super 4

‘N Opgeleide oog sal onmiddellik agterkom dat die lig wat op die muur deur die dakvensters in die plafon val, baie natuurliker lyk, as die straaltoesporing moontlik is. Die tekstuur van die panele word beter beklemtoon, die skaduwees is meer helder en dieper.

Net so is dit met die lig wat van die verligte na die onligte vertrek kom. Sonder balkopsporing is die balk staties en verander die tekstuur van die vloer nie:

Ons het Ray Tracing in die praktyk nagegaan met behulp van die voorbeeld van Beheer- en GeForce RTX 2080 Super 5-grafika

Nadat u Ray Tracing op die vloer gedraai het, kan u ‘n duidelike weerkaatsing sien vanuit die kamer waar die ligbron is. Die verhoog neem onmiddellik diepte in.

Beheermiddel

Interessant genoeg, Ray Tracing tree soms op soos die teenoorgestelde van HDR. Die uitgangspunt van HDR is die perfekte sigbaarheid van sowel die detail in die skaduwees as in x-strale. Dit is die toneel sonder Ray Tracing:

Ons het Ray Tracing in die praktyk nagegaan, aan die hand van die Beheer en grafiese GeForce RTX 2080 Super 6

En as straaltoetsing aangeskakel is:

Ons het Ray Tracing in die praktyk nagegaan, aan die hand van die Beheer en grafiese GeForce RTX 2080 Super 7

In die toneel sonder om strale op te spoor, sien ons individuele elemente van die sluiter wat die raam beskerm, sien ons besonderhede op ou glas. As ons egter Ray Tracing aanskakel, verdwyn hierdie besonderhede: net soos hulle in werklikheid sou verdwyn het as so ‘n skerp lig deur die venster val.

In die geval van Control Ray Tracing, kan u dit egter duidelik sien in die refleksies. Ongeag die toneel voeg hulle realisme by tot die grafika, waardeur hulle die gevoel van onderdompeling verhoog. Nie dat sonder Ray Tracing Control dit sleg lyk nie, daar skort byvoorbeeld niks aan hierdie toneel nie – die lig is dinamies, skaduwees en hoogtepunte kontrasteer pragtig. U kan nie ‘n slegte woord sê nie:

Ons het Ray Tracing in die praktyk nagegaan, op die voorbeeld van Beheer- en GeForce RTX 2080 Super 8-grafika

As ons egter Ray Tracing aanskakel, leef daar nie net die boonste gedeelte van die verhoog met groot bome in die agtergrond nie, maar ook die onderste, met ‘n vloer waarin die weerkaatsing van hierdie bome blink, wat u nie kan sien sonder Ray Tracing nie.

Beheermiddel

Soos ‘n klein ding, maar danksy sulke kleinighede, is spel met straaltracing in staat om ‘n fassinerende ervaring te wees.

Verloor ons baie deur Control sonder Ray Tracing te speel?

Wel, om eerlik te wees … nee.

As u Control op ‘n konsole of rekenaar met ‘n ouer generasie grafiese kaarte speel, het u nog niks om oor te spyt nie. Die speletjie self bied ‘n regte cornucopia van fakkels, effekte en grafiese vuurwerke; Ray Tracing is net die versiersel op die koek. ‘N Versiering wat u soms nie eens kan sien nie, soos in hierdie toneel.

‘N Perd met ‘n ry wat sê watter skermkiekie RT in staat stel en watter gestremd is:

Beheermiddel

Ons het Ray Tracing in die praktyk nagegaan, aan die hand van die Beheer en grafiese GeForce RTX 2080 Super 9

Daar is eenvoudig geen verskil in so ‘n toneel nie. En waar die verskille – soos u gesien het – baie subtiel is, is dit te wyte aan die feit dat Beheer in die nie-na-RTX-weergawe om weerkaatsings buite die skermweerkaatsingstegniek te simuleer die voxel-keël-opsporingstegniek gebruik. En dit is niks meer as ‘n baie primitiewe vorm van Ray Tracing nie. Daarom lyk Control ook so goed sonder die RTX-grafiese kaart.

Ek kan dus nie sê dat Control ‘n spel is waarvoor dit die moeite werd is om die grafiese kaart na ‘n nuwe een te verander nie (hoewel dit beslis ‘n speletjie is wat u absoluut moet speel!). As daar egter gekyk word na die feit dat meer speletjies op die horison verskyn wat Ray Tracing nog beter kan gebruik (verfris Minecraft), moet die aankoop van ‘n GPU uit die Nvidia RTX-reeks beslis op die lys van voornemende aankope wees.

Veral as u benewens speel ook ‘n rekenaar gebruik om te werk. Maar dit is ‘n onderwerp vir ‘n aparte materiaal.

Samewerking: Maciej Gajewski