Вы любите играть в тактические игры. Но вам не всегда удается предугадать действия противника. К сожалению, в игре также невозможно взглянуть, что ждет за углом. По крайней мере, так было до сих пор. Однако с новой технологией трассировки лучей всё будет по-другому. Вас уже вдохновила эта технология и вы уже пользуетесь ее преимуществами? Если нет, вы найдете всю информацию об этой новой технологии рендеринга графики.
Что такое трассировка лучей / ray tracing?
Трассировка лучей — это технология графики, используемая в играх. Она используется для реалистичного расчета лучей света. Этот расчет очень сложен, так как он включает не только источники света в области изображений игры, но и источники света, находящиеся за пределами игрового мира. До сих пор это было невозможно напрямую. Когда дело доходит до расчета света, основное внимание уделяется тени. Трассировка лучей позволяет улучшить расчет теней. Но свет может намного больше. Он может рикошетить от определенных поверхностей. Трассировка лучей позволяет лучам света отражаться от нескольких поверхностей, в зависимости от их природы. В то же время поверхности поглощают свет или пропускают его. Это позволяет создавать реалистичные отражения, например, в зеркалах, окнах или лужах. Другая возможность состоит в том, чтобы рассчитать, как свет проходит через шторы или другие ткани. В сценах с очень туманным или задымленным воздухом также может создаваться рассеянный свет, который выглядит очень реалистично. Трассировка лучей — процесс не новый. Она уже давно используется в анимационных фильмах. Также трассировка лучей использовалась в видеоиграх, но в заранее вычисленной форме. Новым, однако, является то, что теперь трассировку лучей можно использовать в режиме реального времени.
Что представляет собой трассировка лучей в реальном времени?
Трассировка лучей используется в рендеринге фильмов уже около 50 лет. Новым явлением стала трассировка лучей в реальном времени. Она предполагает, что трассировка лучей динамически учитывает то, что происходит в игре в режиме реального времени. До сих пор в играх можно было только предварительно рассчитать трассировку лучей на статических объектах, которые не двигались. Конечно, это уже дает хорошую оптику. Но трассировка лучей в реальном времени — это маленькая революция в этой области. Все просчитывается прямо во время игры и сразу же реализуется. Как будто игрок действительно находится в реальном мире. Таким образом, каждая сцена может выглядеть по-разному в зависимости от того, как она воспроизводится.
Термин «трассировка лучей» знаком многим геймерам. В 2018 году NVIDIA выпустила видеокарты RTX, которые способствовали росту популярности трассировки лучей. Ray tracing (рейтрейсинг) в переводе с английского означает «трассировка лучей». Это алгоритм, используемый для окружающего затенения. В его основе лежит испускание лучей, которое позволяет рассчитывать видимость объектов из точки в трехмерном пространстве. Трассировка лучей в первую очередь используется в играх для создания максимально реалистичных теней, отражений и освещения. Это достигается путем моделирования пути лучей света в определенной сцене. Так становится возможнвм рассчитать распределение света. Существуют различные методы трассировки лучей с разными свойствами.
- Расчет окклюзии: это очень простая процедура. При расчете не учитывается ни освещение, ни тени. Благодаря этому создается изображение, которое кажется очень плоским.
- Генерация тени: в этом методе с теневым лучом используется прямое освещение, создающее жесткие тени. Здесь нет отражений света.
- Рекурсивная трассировка лучей: этот метод также имеет жесткие границы теней. Однако, здесь уже используются и отражения света.
- Диффузная трассировка лучей: при использовании этого метода тени теряют свою резкость по мере приближения к краю. Тем не менее, освещенные объекты по-прежнему не могут выступать в качестве собственных источников света.
- Трассировка пути: этот метод объединяет все выше перечисленные. Тени становятся очень мягкими по направлению к краю, а освещенные объекты теперь выступают в качестве источников света. Трассировка пути — это процесс, благодаря которому визуализированная графика в играх выглядит по-настоящему правдоподобно. Это отнюдь не простой процесс, так как здесь надо учитывать много вариантов.
Что нужно для трассировки лучей?
Есть один компьютерный компонент, без которого невозможно использовать эту технологию. Это подходящая видеокарта, которая поддерживает трассировку лучей с аппаратным ускорением в реальном времени. До сих пор подходящие видеокарты были доступны только у NVIDIA. В первую очередь здесь следует упомянуть видеокарты RTX 2000. У них есть дополнительные ядра для трассировки лучей. Эти ядра используются исключительно для таких вычислений. Благодаря обновлению драйвера, в течение некоторого времени также можно было использовать эту технологию с видеокартами GTX с архитектурой Pascal и Turing. Но теперь AMD также выпускает видеокарты с поддержкой трассировки лучей.
При растеризации всегда отображаются только объекты, находящиеся в поле зрения зрителя. При этом не учитываются источники света, которые можно увидеть только косвенно. Хотя можно использовать растеризацию, чтобы сделать эти объекты заметными, но это выглядит не так хорошо и реалистично.
В чем преимущества этой новой графической технологии?
Самым большим преимуществом является то, что с этой технологией вся игра производит намного более реалистичный эффект. Объекты отбрасывают тени, которые выглядят как настоящие. Кроме того, объекты также отражаются, и вид через прозрачные поверхности кажется намного более реальным. В игре трассировка лучей также может использоваться для наблюдения за врагами и объектами, которые иначе были бы невидимы. Прежде всего, это приносит большое преимущество в тактических играх. Так можно лучше распознать ловушки, а благодаря образующимся теням и отражениям можно наблюдать из укрытий за противниками.
В чем недостатки этой новой графической технологии?
Основным недостатком является то, что для трассировки лучей требуется очень высокая вычислительная мощность. Это очень ресурсоемкая технология. С активированной трассировкой лучей игра требует гораздо больше энергии для рендеринга сцен. Это может привести к сильному снижению частоты кадров, так как вычисления невероятно сложны. Когда дело доходит до скорости рендеринга, важную роль играют компьютерные комплектующие. Чтобы можно было использовать трассировку лучей, у компьютера должен быть быстрый процессор. Также требуется специальная видеокарта. Видеокарты, поддерживающие трассировку лучей, в настоящее время стоят довольно дорого. А количество игр, поддерживающих трассировку лучей, также все еще относительно невелико.
Видеокарты с трассировкой лучей стоят не так уж и дешево. Это очень качественная технология, требующая соответствующей мощной видеокарты. Такие специальные видеокарты доступны по цене от 500 евро. Конечно, есть и более дорогие модели. Все зависит от предъявляяемых к видеокарте требований. Тем, кому импонирует эта технология и кто в будущем хотел бы в основном играть в игры, поддерживающие трассировку лучей, стоит уже сейчас вложить деньги в мощную видеокарту с поддержкой трассировки лучей.
Если вы хотите использовать трассировку лучей, вам нужна специальная видеокарта, также поддерживающая эту технологию. На данный момент существует всего несколько видеокарт с поддержкой трассировки лучей. К ним относятся пионеры в этой области — видеокарты NVIDIA RTX. Различные видеокарты GTX от NVIDIA теперь также поддерживают эту технологию. С AMD чуть понятнее, тут только последние видеокарты серии RX 6000 поддерживают трассировку лучей.
Пока лишь относительно небольшое количество игр поддерживают технологию трассировки лучей. Эта функция не активирована по умолчанию. Если игра поддерживает трассировку лучей, функцию обычно можно активировать в настройках игры. Найстройки отличаются от игры к игре, поэтому невозможно указать точный порядок действий.
Пока есть лишь несколько видеокарт от AMD, поддерживающих трассировку лучей. Только последние видеокарты серии RX 6000 будут поддерживать эту технологию. Вот краткий обзор:
- AMD RADEON RX 6800
- AMD RADEON RX 6800 XT
- AMD RADEON RX 6900 XT
