Трассировка лучей: что нужно знать геймерам

Для технологии анимации трассировка лучей стала эталоном сама по себе. Если раньше энтузиасты сосредотачивались в основном на частоте кадров, то теперь целью является трассировка лучей. Это явление распространилось даже на мир консольных игр, когда Microsoft и Sony включили его в свои последние консоли. Но почему трассировка лучей так важна?

Трассировка лучей направлена ​​на решение одной из самых больших проблем в графической точности: освещение окружающей среды. Он рассчитывает, как свет должен реагировать в окружающей среде, чтобы естественно осветить каждый анимированный объект в окружающей среде. Однако эта технология требует совместимого (и продвинутого) оборудования.

Сказать, что трассировка лучей влияет только на источники света, — это немного упрощенно. За кулисами происходит гораздо больше. Итак, давайте посмотрим на трассировку лучей и что это такое.

Что такое трассировка лучей?

Трассировка лучей — это технология, родившаяся в киноиндустрии. Когда нужно создать впечатление, что динозавр находится в одном кадре с человеком, все источники света должны совпадать, чтобы это выглядело реалистично.

Используя трассировку лучей, вы можете разместить любое количество объектов в одной и той же сцене. Затем с помощью технологии трассировки лучей освещение будет одинаковым для всех объектов в обработанном изображении.

Конечно, для того, чтобы CGI и реквизит сливались со сценой, должны произойти еще несколько вещей. Настоящая проблема для художников по спецэффектам заключается в том, что любой данный кадр также является изображением огромного количества физических явлений в действии.

У вас есть освещение, которое нужно учитывать, а также тени. Но есть еще такие вещи, как поверхностное натяжение, эффект гравитации и бич любого цифрового художника — настоящие волосы.

Трассировка лучей — большой шаг к решению этих проблем в фильмах, а теперь и в играх.

Больше, чем просто освещение

Представьте себе технологию, которая может воспроизводить детали фильмов-блокбастеров, используемых в игре. Именно к этому стремится трассировка лучей. Трассировка лучей обеспечивает реалистичное освещение. Тем не менее, он также обеспечивает реалистичные эффекты окружающей среды, которые делают игровой процесс более правдоподобным.

Трассировка лучей должна работать с зеркальным отображением. Зеркальное картирование — это метод 3D-моделирования, с помощью которого вы определяете отражательную способность и блики объекта.

В сочетании с текстурой и рельефным отображением трассировка лучей может реагировать на поверхность так, как это было бы в реальной жизни. Например, если CGI-объект представляет собой мраморную плиту, свет будет отражаться в соответствии с непрозрачностью и отражаться, как и должно быть.

Для стекла он будет проходить насквозь и слабо отражаться. Все становится интереснее, когда вы рассматриваете сферы с высокой отражающей способностью и асимметричные формы.

Представьте себе отражение окружающей среды, отраженное в зеркальной сфере, которую кладут на стеклянный стол. Теперь представьте, что стол находится в очень захламленной комнате со множеством источников света, взаимодействующих со стеклянным столом и отражающей сферой.

Уловка, позволяющая обмануть мозг, заставив его воспринимать изображение как «фотореалистичное», заключается в подражании мелким деталям окружающей среды, которые в противном случае мозг игнорирует.

Другими словами, реальность должна выглядеть так, как мы ожидаем, без необходимости вникать в детали.

Трассировка лучей в игре

Следующий вопрос, который вы зададите, может быть о том, почему ваша игра работает с максимальной трассировкой лучей, но при этом совсем не похожа на современный блокбастер.

Ответ — та же самая причина, по которой этой технологии потребовались целые века, чтобы превратить ее в игровую индустрию: вычислительная мощность.

Фильмы рендерятся на огромных компьютерах. К сожалению, ни одна современная потребительская технология не может сравниться с такой вычислительной мощностью.

Тем не менее, потребительские графические процессоры становятся все более мощными с каждой итерацией, а графический процессор — гораздо лучший инструмент, чем ЦП, для обработки нелинейных задач, таких как рендеринг трассировки лучей.

К сожалению, необработанная вычислительная мощность лучших графических карт все еще смущает, когда мы сравниваем их с профессиональными установками для рендеринга. Поэтому мы пока не можем ожидать полной мощности трассировки лучей.

Трассировка лучей станет фундаментальной технологией в играх, как тесселяция в свое время. По мере улучшения графических процессоров будет улучшаться и внутриигровая трассировка лучей.

Каковы преимущества трассировки лучей?

Трассировка лучей — это технология, направленная на улучшение общего качества визуализируемых изображений. Наиболее очевидными преимуществами являются реалистичные отражения и тени.

Освещение и отражения

Когда внутриигровые источники света излучают какой-либо свет, этот свет реалистично взаимодействует с игровым миром, включая отражения и преломления каждого объекта в пределах досягаемости.

Комплексное освещение также добавляет сплоченности игровой среде. Например, скажем, вы играете в шутер от первого лица и сбрасываете бомбу на вражескую крепость. Бомба взрывается. Что будет дальше?

Ярко-оранжевый свет должен взаимодействовать со всем, что находится в пределах прямой видимости от точки взрыва. Это означает, что взрыв освещает стены, мешки с песком, деревья, травинки и все остальное, что должно освещаться в окружающей среде.

Но это еще не все. Что делает это освещение в окружающей среде? Становится ли участок синей поверхности слегка зеленым? Отражает ли разбитое стекло пламя под правильным углом?

Масштаб того, что трассировка лучей может сделать с освещением и отражением, невероятен. Единственным ограничением является мощность наших графических процессоров.

Тени

Затем следует вопрос о тенях. Игровые движки научились хорошо отображать тени. Тем не менее, тот факт, что тени, визуализируемые с помощью трассировки лучей, являются динамическими, делает их гораздо более реалистичными и сложными.

Тени могут пересекаться друг с другом при движении различных объектов. Различные источники света в сцене могут взаимодействовать и создавать новые тени. Это создает более реалистичную среду.

Как включить трассировку лучей

Чтобы включить трассировку лучей:

1. Убедитесь, что драйверы вашей видеокарты обновлены.

2. Затем откройте панель управления Nvidia.

3. В настройках видео включите трассировку лучей.

Все еще не работает?

Помните, что трассировка лучей не является технологией обратной совместимости.

Старая игра

Если вы пробуете старую игру, у вас нет шансов получить трассировку лучей. Это, конечно, до тех пор, пока какой-нибудь умный моддер не выпустит патч, который включает трассировку лучей. Остерегайтесь, однако, трассировка лучей встроена в совместимые игры.

Любой патч, вероятно, приведет к беспорядку с артефактами, сбоями, проблемами с отображением и проблемами с разрешением.

Новая игра

Если вам нужна трассировка лучей в новой игре, вы можете надеяться, что разработчики сделают версию «Next-Gen». Некоторые такие версии вдыхают новую жизнь в старые игры, поэтому, если рассматриваемая игра была блокбастером AAA, шансы на обновление следующего поколения выше.

Другие вопросы

Прежде чем приступить к устранению неполадок, учтите, что иногда по необъяснимым причинам игра не работает корректно на конкретном ПК или консоли.

Попробуйте другую игру с поддержкой трассировки лучей, чтобы убедиться, что это не проблема. Если у вас нет доступа к другой игре с трассировкой лучей, загрузите один из множества инструментов графического бенчмаркинга.

Если эталонный тест позволяет вам использовать трассировку лучей и он успешно завершается, что-то вызывает проблему с конкретной игрой, в которую вы играете.

Лучшее, что вы можете сделать, это просмотреть форумы, чтобы узнать, есть ли у кого-то еще такая же проблема. Тогда, если повезет, вы можете найти решение.

Игра не проблема

В вашей системе может быть узкое место. К сожалению, это одна из самых распространенных проблем в компьютерных играх.

У вас может быть все новейшее оборудование, но один компонент может не соответствовать требованиям игры. Точно так же где-то в вашей системе компонент может ограничивать потенциальную производительность вашего компьютера.

Чтобы устранить потенциальные узкие места, вы должны просмотреть компоненты вашего ПК. Поиск и замена одного компонента может значительно повысить производительность вашего ПК. Помните, что ваша система в целом должна поддерживать DirectX 12.

Существует утомительное количество потенциальных проблем.

Все обновлено, DirectX 12 работает

Если вы выполнили эти шаги по устранению неполадок, а трассировка лучей по-прежнему не работает, возможно, вам придется выполнить тест на исключение.

Если у вас есть второй компьютер или друг, который позволит вам использовать свой, пора приступить к устранению потенциальных проблем. Начните с вашей видеокарты.

Переключите его на другой компьютер, включите его и проверьте, можете ли вы включить трассировку лучей. Если нет, вы идентифицировали проблему как видеокарту.

Если вы можете включить трассировку лучей, вы должны систематически переключать оборудование, пока не определите часть, мешающую трассировке лучей.

Возможно, ваша материнская плата устарела и не поддерживает последнюю версию PCI. Точно так же может потребоваться обновление вашей оперативной памяти, чтобы ваш компьютер мог работать на полную мощность.

Возможно, две части оборудования не работают хорошо, и одну нужно заменить. Кроме того, это также может означать, что ваша операционная система нуждается в обновлении.

Примечание. Нет причин проверять ваши жесткие диски или порты.

GTX против RTX: что лучше?

Карты GTX были значительным улучшением по сравнению с предыдущей линейкой графических карт. Главным преимуществом было то, что линейка GTX была первой у Nvidia, которая достигла возможности рендеринга одного «гига-текселя».

Отсюда и название Giga Texel Shader eXtreme. Эти карты работали на архитектуре Turing и последней и лучшей версии чипов GTX 1660.

Выпуск в 2019 году новых карт GTX, наряду с новыми картами RTX, был во многом похож на выпуск iPhone 8 и iPhone X. В следующем году вернется только один дизайн.

Серия GTX 16 была последней в линейке GTX. С тех пор все премиальные видеокарты Nvidia являются картами RTX.

Кроме того, как и iPhone, GTX 1660 была и остается отличной картой. К сожалению, многие будущие функции и новые возможности не появятся в серии GTX. Это в первую очередь из-за безумной мощности рендеринга диапазона RTX. GTX неизбежно отойдет на второй план.

Существенное предостережение все же может убедить вас приобрести карту GTX: производительность по сравнению с ценой.

Сколько стоит видеокарта с поддержкой трассировки лучей?

Это может вернуть вам примерно залог за подержанный спортивный автомобиль. Карты RTX высшего класса стоят до 1599 долларов. Это большие деньги, которые нужно потратить на трассировку лучей.

Энтузиасты, которые могут заплатить цену, не ошибутся, но для остальных мы рекомендуем карту с более низкими характеристиками, которая все еще может выполнять трассировку лучей.

RTX 3050 стоит около 359 долларов и работает лучше, чем ожидалось.

В качестве альтернативы вы все равно можете приобрести GTX 1660. Новое обновление драйвера позволяет карте запускать базовую трассировку лучей. Но, конечно же, производительность сильно страдает, и вам, возможно, придется снизить настройки графики, чтобы получить в большинстве игр воспроизводимую частоту кадров.