Несмотря на то, что в киноиндустрии этот термин существует уже давно, он по-прежнему вызывает недоумение, особенно когда речь идет о видеоиграх. По сути, это техника, которая заставляет свет вести себя реалистично. Идея состоит в том, чтобы сделать игры более реалистичными и захватывающими. Разве вы не были бы очарованы естественным образом отражающимся от объектов светом? Неразличимая грань между реальностью и фантазией, несомненно, привлекательна.
Если вы хотите лучше понять трассировку лучей и ее влияние на игры и компьютерную систему на высоком уровне, а не слишком глубоко погружаться в техническую тарабарщину, продолжайте читать.
Что такое Трассировка лучей?
Представьте, что вы играете в компьютерную игру с полностью выкрученной графикой. Может быть, это игра с открытым миром, такая как Cyberpunk 2077, где есть множество объектов и текстур. Когда вы ныряете в переулок, чтобы спрятаться от врагов и перевести дух, вы замечаете розоватый свет неоновой вывески, отражающийся от мокрого тротуара. Это трассировка лучей. Ваша видеокарта воспроизводит эти сверхреалистичные эффекты в режиме реального времени, что делает окружающую среду более динамичной. Это означает, что тени будут двигаться в соответствии с положением солнца и выглядеть мягче. Но давайте окунёмся в эту технологию немного глубже.
Трассировка лучей работает с использованием алгоритма, который отслеживает лучи света. Когда свет попадает на объект или поверхность, алгоритм рассчитывает, как он взаимодействует с ним и как он взаимодействует с другими лучами света, отражающимися от разных поверхностей. Идея состоит в том, чтобы имитировать, как человеческий глаз обрабатывает свет и тени в режиме реального времени.
Хотя трассировка лучей дает впечатляющие результаты, она может сильно нагружать ваш графический процессор, поскольку для отслеживания всех этих световых лучей требуется огромное количество энергии. Кроме того, отслеживание всех этих лучей требует больших вычислительных ресурсов. Вот почему в большинстве видеоигр вместо этого обычно используется традиционная растеризация. Это намного быстрее и не сжигает столько ресурсов. Даже игры, поддерживающие трассировку лучей, как правило, полагаются на растеризацию подавляющего большинства визуальных эффектов, применяя передовые световые эффекты только для нескольких ключевых функций.
Что такое Растеризация?
Растеризация — это то, как традиционно рендерится большинство видеоигр. Проще говоря, это процесс, в котором графический процессор собирает 3D-сцену. Чтобы понять это, представьте что графический процессор это скульптор, а о полигоны — это глина. Как только сцена настроена, эти полигоны преобразуются в 2D-пиксели, а затем настраиваются с помощью затенения, освещения, цветов и текстур. Одним из ограничений растеризации являются неточные световые эффекты. Этот метод не может точно отслеживать свет и вычислять, как он должен воздействовать на виртуальные объекты, как это делает трассировка лучей, что вынуждает разработчиков вместо этого прикладывать много усилий для «имитации» освещения и связанных с ним эффектов.
Вот тут-то и появляется трассировка лучей в поддерживаемых играх, хотя частота кадров по-прежнему резко падает, когда в действие вступают даже ограниченные функции трассировки лучей. Вот почему развитие трассировки лучей идет рука об руку с новыми технологиями повышения частоты дискретизации изображения, которые помогают снизить нагрузку на вашу видеокарту, повышая производительность.
Что такое DLSS и FSR?
DLSS — это аббревиатура от Deep Learning Super Sampling от Nvidia. Эта технология работает путем рендеринга видеоигры с более низким разрешением, а затем масштабирует эти кадры до выбранного вами разрешения, используя искусственный интеллект и временные данные из нескольких кадров, чтобы помочь заполнить пробелы. Идея состоит в том, чтобы сделать игру максимально четкой, не жертвуя при этом производительностью. Итак, какое отношение эта технология имеет к трассировке лучей? Ну, это должно ускорить работу трассировки лучей. Поскольку трассировка лучей создает большую нагрузку на ваш графический процессор, в большинстве игр частота кадров падает ниже играбельных 60 кадров в секунду. DLSS помогает улучшить трассировку лучей, снимая нагрузку с графического процессора.
FSR расшифровывается как FidelityFX Super Resolution и представляет собой решение AMD для масштабирования. Подобно DLSS от Nvidia, FSR снижает разрешение вашей игры, а затем использует технику «пространственного» масштабирования, чтобы показать вашу игру в полном выбранном вами разрешении. Другими словами, ваша игра будет выглядеть так, как будто она работает с более высоким разрешением, чем на самом деле. Однако FSR немного отличается от DLSS. Во-первых, он работает с графическими процессорами разных поколений, включая карты GeForce от Nvidia. Исходный код также бесплатен для разработчиков, что чертовски приятно. Пространственное масштабирование FSR оказывает более заметное влияние на визуальное качество, чем DLSS, если вы выберете их более быстрые параметры производительности, но оба работают очень хорошо, если установлены предустановки «Качество» или «Ультра качество», особенно на дисплеях с разрешением 1440p или 4K.
Как выглядят игры с трассировкой лучей?
Если вы хотите увидеть, как полномасштабная трассировка лучей выглядит в действии в игре с трассировкой лучей, посмотрите изображение выше. Как видите, разница в качестве изображения с включенной трассировкой лучей и без, огромная. Поверхность воды имеет отражения и она подобна стеклу, а все объекты отбрасывают реалистичные тени на землю. Когда вы смотрите на небо, то приходится щуриться, потому что полуденное солнце очень яркое. Конечно, эта технология прекрасна и захватывающая, но она имеет свою цену.
Трассировка лучей оказывает огромное влияние на производительность, так как требует от вашей системы большей вычислительной мощности. Вы обязательно увидите резкое падение частоты кадров, что является настоящим обломом. Это произойдет даже с самыми мощными графическими процессорами. Также не так много игр поддерживают трассировку лучей, а те, которые поддерживают трассировку лучей, как правило, поддерживают трассировку лучей только для нескольких эффектов, таких как отражения или тени, а не для полной трассировки пути, как в видео Minecraft выше. Тем не менее, если вы действительно заботитесь об эстетике и у вас есть подходящая видеокарта , вам обязательно стоит попробовать. Реалистичные эффекты выглядят поистине невероятно, когда все сделано хорошо.
