Ray tracing – co to jest?. Sprawdzamy ray tracing w CoD: Modern Warfare
Spis treści
Ray tracing – co to jest?
Zanim jednak przejdziemy do samych porównań graficznych, warto wyjaśnić, czym w ogóle jest ray tracing. W tłumaczeniu na polski to śledzenie promieni – i to właśnie bardzo trafnie opisuje, co oferuje omawiana technologia. W teorii ma ona analizować każdy promień światła, który dociera do oczu odbiorcy, wraz z wszelkimi procesami, jakie mogą zajść po drodze – załamaniami, odbiciami, rozproszeniami czy rozszczepieniami. Na podstawie tych danych powstaje zdecydowanie bardziej realistyczne oświetlenie (i nie tylko – ray tracing wpływa też na wygląd odbić oraz cieni). Oprawa otrzymana dzięki tym rozwiązaniom powinna wyglądać zdecydowanie efektowniej, niż stosowane do tej pory metody (np. rasteryzacja), które z kwestią zaawansowanych efektów świetlnych radzą sobie zauważalnie gorzej.
Problem oczywiście w tym, że z racji potrzeby osobnej analizy wszystkich promieni z każdego źródła światła, także tych znajdujących się poza naszym polem widzenia, ray tracing jest technologią wymagającą naprawdę potężnej mocy obliczeniowej. Dlatego też dotarła ona do gier wideo zdecydowanie później, niż do świata filmu – podczas powstawania animacji komputerowej wygenerowanie każdej klatki może zajmować i po parę godzin, ale ostatecznie mamy do czynienia ze skończonym, niezmiennym produktem. Tymczasem interaktywna rozrywka ma to do siebie, że jest, no… interaktywna – i ożywa tylko poprzez ingerencję gracza, stwarzając setki różnych możliwych scenariuszy, które komputer musi obliczać w ułamkach sekundy.
Do niedawna po prostu nie mieliśmy sprzętu, zdolnego obsłużyć ray tracing w czasie rzeczywistym i niewymagającego jednocześnie oddania w zastaw rodzinnego domu oraz wszystkich kluczowych organów. Zresztą nawet teraz jesteśmy dalecy od zaimplementowania tej technologii w całej jej okazałości – deweloperzy wybierają sobie jedynie pewne elementy, na których się skupiają, i to one wyglądają najbardziej efektownie.
Aby dowiedzieć się więcej o ray tracingu, zapraszamy do zapoznania się z artykułem: Czym jest ray tracing – technologia światła i cieni?
Co daje DLSS?
Gdy mowa o ray tracingu, często spotykamy się z pojawiającą się w jego towarzystwie technologią DLSS. To skrót od deep learning super-sampling – rozwiązania, które ma ograniczać spadki wydajności, związane z zastosowaniem techniki śledzenia promieni. To metoda post-processingu, korzystająca z rdzeni Tensor, dostępnych w kartach graficznych z serii GeForce RTX, którą najprościej można określić mianem „antyaliasingu nadzorowanego przez sztuczną inteligencję”. Za jego sprawą uczący się algorytm otrzymuje do analizy tysiące klatek i dąży do maksymalnej jakości obrazu przy jednoczesnym pomijaniu tych elementów, które według sztucznej inteligencji nie grają w danym ujęciu kluczowej roli. Dzięki temu DLSS w pewnym stopniu zmniejsza obciążenie karty graficznej bez wyraźnych kompromisów w oprawie wizualnej. Warto przy tym zaznaczyć, że deep learning super-sampling nie jest rozwiązaniem stosowanym wyłącznie w połączeniu z ray tracingiem – wykorzystuje go obecnie ponad 20 gier.
Wraz z rodziną GeForce RTX technologia śledzenia promieni ma powoli zacząć trafiać pod strzechy. Powoli, bo cena kart graficznych umożliwiających płynną obsługę ray tracingu jest nadal zaporowa dla wielu graczy, a i tytułów oferujących wsparcie dla niego jest niewiele. Według lutowej ankiety na Steamie komponenty z rodziny GeForce RTX posiada łącznie zaledwie 1,1% wszystkich graczy, a ich udział w rynku wcale nie rośnie w zawrotnym tempie. Trzeba jednak zaznaczyć, że nowa rodzina sprzętu od Nvidii jest dostępna dopiero od września ubiegłego roku.
O ray tracingu mówi się przede wszystkim w kontekście najnowszych, wysokobudżetowych produkcji. Tymczasem nowoczesna technologia może z równym powodzeniem zastosowana w starszych tytułach. Sztandarowym przykładem może być tutaj Quake II, strzelanka z 1997 roku, która w czerwcu 2019 roku doczekała się aktualizacji umożliwiającej zabawę z włączonym ray tracingiem. Kontrast pomiędzy leciwymi już teksturami a oświetleniem z najwyższej półki jest naprawdę… ciekawym połączeniem.
Popularyzacji nowego sprzętu nie pomaga fakt, że dotychczasowe recenzje nie dają jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, czy tak wysokie ceny komponentów mają swoje uzasadnienie. Dziennikarze najchętniej polecają graczom GeForce RTX 2060, wskazując na najniższe koszty i zupełnie zadowalającą wydajność; w przypadku modeli 2070, 2080 i 2080 Ti pojawiały się jednak pytania o zasadność ceny. Nic dziwnego, bowiem w momencie debiutu każdej z tych kart na rynku nie było gier, które obsługiwałyby szumnie zapowiadane opcje ray tracingu. Nie pomógł też fakt, że gdy na półki sklepowe w końcu trafił Battlefield 5, aktualizacja wprowadzająca w życie nową technologię okazała się klatkożernym monstrum, całkowicie zakłócającym płynność rozgrywki.
Co szykuje Crytek?
Niemiecka firma Crytek w trakcie marcowej konferencji GDC zaprezentowała własne demo wykorzystujące technologię ray tracingu. Krótkie wideo pokazywało możliwości silnika CryEngine 5.5, ulepszonego autorską techniką Total Illumination, przedstawiało imponującą wizję futurystycznego miasta z całą masą odbić neonów, załamań światła czy rozmytego blasku latarni – więc promieni do śledzenia było tam naprawdę niemało. Wideo wywołało jednak zamieszanie z kompletnie innego powodu – działało na karcie graficznej AMD Radeon RX Vega 56, udowadniając, że do korzystania z ray tracingu wcale nie potrzeba układów z rodziny RTX od Nvidii. Przedstawiciele Cryteka zapewnili zresztą, że możliwości ich technologii będą dostępne dla większości najnowszych kart.
Na ten moment technologię ray tracingu obsługuje zaledwie kilka gier: wspomniany wcześniej BF5 (oczywiście po odpowiednich łatkach, które załagodziły negatywny wpływ nowych rozwiązań na płynność rozgrywki), Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider, Quake II, Control i Call of Duty: Modern Warfare. W tym artykule postaramy się przekazać Wam nasze wrażenia, związane z implementacją nowych technologii w tych tytułach. Skupimy się tu wyłącznie na kwestii ray tracingu oraz towarzyszącego mu DLSS – tego, jak wpływa on na oprawę graficzną i jak zmienia wydajność gier. Nie spodziewajcie się więc rad w kwestiach innych ustawień graficznych ani sugestii, czy warto zainwestować w karty grafiki obsługujące nowe technologie. Wraz z pojawianiem się obsługi śledzenia promieni w kolejnych tytułach tekst będzie na bieżąco uzupełniany.
