Ray Tracing: vše, co potřebujete vědět o této technologii

Pokud máte rádi hry a jste zvědaví, jak fungují, určitě jste o nich slyšeli Sledování paprsků. Tato technologie je osvětlovací technika, která přináší realistický vzhled virtuálních prostředí. Kvalitní grafická karta může využít Sledování paprsků aby se uživatel cítil jako ve hře. Ó Sledování paprsků se snaží zobrazovat světlo stejným způsobem jako v reálném světě.

Pochopte způsob Sledování paprsků funguje pomáhá vaší herní platformě (ať už jde o PC nebo konkrétní konzoli) spouštět hry na nejvyšší úrovni kvality. V tomto článku se seznámíme trochu hlouběji, co to je a jak se tato technika používá ve světě počítačové grafiky a elektronických her.

virtuální světlo

Počítačová grafika se může zdát jako složité téma na vysvětlení, ale věřte mi, že ano Sledování paprsků je to jednodušší, než to vypadá. Jak jsme již zmínili dříve, technologie se snaží simulovat, jak světlo funguje v reálném světě. Namísto vytváření předprogramovaného světla pro scény ve hrách, Sledování paprsků sleduje simulovanou dráhu světla. Nebo spíše miliony simulovaných světel nebo fotonů. Je to, jako by v obraze umělec kreslil každý paprsek světla ve scéně nebo krajině, aby vytvořil simulační efekt co nejblíže realitě.

Světlo se při pohybu odráží od předmětů a interaguje s jejich vlastnostmi. Pokud se například odráží od lesklého zeleného povrchu, může se změnit jeho barva. V podstatě takto funguje světlo v reálném životě. Částice světla začíná z výchozího bodu a pohybuje se po dráze, dokud neinteraguje s objektem, kdy je její dráha určena vlastnostmi objektu. Například hustý černý předmět může absorbovat světlo nebo jej může zrcadlo zcela odrazit.

Podobnost Sledování paprsků s reálným životem z toho dělá extrémně realistickou techniku ​​3D vykreslování, takže i hry s nízkou úrovní detailů jako Minecraft vypadat za určitých podmínek téměř fotorealisticky. Ale je tu jen jeden problém: chování světla je obtížné simulovat. Dokonce i konzole nové generace, jako je např Xbox Series X a PlayStation 5 jejich hardware bude dotlačen na maximum, aby byl zaručen maximální výkon s technologií Sledování paprsků.

Znovu vytvořit způsob, jakým světlo skutečně funguje ve světě, je komplikované a náročné na zdroje a vyžaduje hodně výpočetního výkonu. Většina her, které používají Sledování paprsků použít kombinaci tradičních technik osvětlení (tzv. rasterizace) a vyhradit si použití Sledování paprsků platí pouze pro specifické povrchy, jako jsou louže a kov. Skvělým příkladem toho je Battlefield V. Můžete vidět odraz vojáků ve vodě, terén v letadlech a dokonce i odraz výbuchů v laku auta. Naprostá většina moderních 3D grafických enginů dokáže zobrazit kvalitní odrazy, ale ne na takové úrovni detailů, jako je tomu v Battlefield V.

Světlo simulované Sledování paprsků dokáže vytvořit mnohem realističtější stíny v tmavých nebo jasně osvětlených scénách. Z tohoto důvodu je dosažení stejného výsledku bez použití technologie mimořádně obtížné. Vývojáři to mohou „předstírat“ pouze kontrolovaným a pečlivým používáním dříve vytvořených světelných zdrojů. To vyžaduje spoustu času a úsilí, a ani pak není výsledek vždy uspokojivý.

Některé hry plně využívají Sledování paprsků v jeho globálním osvětlení, aplikujíc techniku ​​na celou scénu. Jedná se však o výpočetně nejnákladnější přístup a ke správnému fungování potřebuje moderní a výkonnou grafickou kartu. Hra, která to umí, je Metro Exodus, i když je to nedokonalé. Ve hře můžeme vidět, jak světlo reaguje se zbraněmi, povrchy a dokonce i větvemi stromů, v simulaci, která se blíží realitě.

Z tohoto důvodu použití Sledování paprsků částečně ve stínech nebo na reflexních plochách je tak oblíbenou alternativou. Nová technologie DLSS (Hluboké učení Super Vzorkování, „Super vzorkování pro hluboké učení“, v angličtině) od NVIDIA se snaží zaplnit „díry“, které existují ve hrách, které používají k osvětlení málo paprsků světla, a vytváří tak scénu, kterou téměř výhradně tvoří Sledování paprsků. Tato technika využívá vzorkování světelných paprsků (a jejich chování na površích) a pomocí trochy matematiky generuje nové paprsky a odrazy v reálném čase bez dalších nákladů pro grafickou kartu.

Hardware za Ray Tracingem

Aby bylo možné tyto implementace zvládnout, generace grafických karet RTX rozšíření da NVIDIA představil hardware vytvořený speciálně pro Sledování paprsků. Nová architektura grafické karty využívá RT jádra společnosti zacházet s technikou v reálném čase. Tato nová jádra mají mnohem vyšší výpočetní výkon než u předchozí generace GTX.

Tato jádra nejsou nezbytně nutná pro aplikaci Sledování paprsků, protože efekty této techniky lze provádět na sériových grafických kartách GTX 10 e 16, i když jsou mnohem méně schopné než talíře RTX rozšíření špičkový s jádry RT. Jedno z největších ohnisek talířové řady RTX rozšíření od NVIDIA je právě ve zlepšování techniky Sledování paprsků, s výkonem mnohem lepším než série GTX předchozí

Protože pro tento účel nejsou optimalizovány ani ty nejvýkonnější grafické karty GTX, jako 1080 Ti, boj s hrami s Sledování paprsků s rozlišením nad 1080p. Již RTX 2080 Ti, nejvýkonnější grafická karta na světě, s 68 jádry RT, je schopna spustit Battlefield V rychlostí 80 snímků za sekundu ve Full HD. Pokud však přehrávač zamýšlí zvýšit rozlišení na 4K, sníží se snímková frekvence. Z tohoto důvodu potřebují karty RTX spouštět hry při nižších snímkových frekvencích, aby byl zajištěn uspokojivý výkon pomocí sledování paprsků.

Ale nebojte se, na konci tohoto tunelu problémů je „světlo“. Metoda Sledování paprsků da NVIDIA není to jediná dostupná možnost simulace osvětlení ve virtuálních prostředích. Existují také efekty následného zpracování. "trasování cesty" které nabízejí srovnatelné vizuální prvky bez stejných výpočetních nákladů. Ty však ještě potřebují určité úpravy, aby je mohly ve velkém měřítku používat grafické karty.

Pokud však máte rádi úžasné vizuální prvky, které se stále více přibližují realitě, stále budete chtít výkonnou grafickou kartu Sledování paprsků, bez ohledu na provedení. Dobré zprávy? Čím více se tato technika stává populární a čím více vývojářů přichází s způsoby, jak ji vylepšit, tím širší je nabídka hardwaru za přijatelnější ceny pro spotřebitele.

Využijte možnosti sledování paprsků ve svém počítači pomocí karet NVIDIA RTX

A NVIDIA má na trhu řadu GPU, které tuto technologii podporují RTX rozšíření, abyste do svých her vnesli více realismu. První možnost, kterou doporučujeme, je GALAX GeForce RTX 2060 Super, karta s velkou hodnotou pro ty, kteří začínají ve světě ray tracing. Tento model s 8 GB paměti GDDR6 vyžaduje počítač s Windows 10, alespoň 8 GB paměti RAM a 1,5 GB úložiště, základní desku se slotem PCIe x16, dvě volné pozice ve skříni a zdroj, který má min. 550 W energie, s 8pinovým doplňkovým napájecím konektorem. najdete GALAX GeForce RTX 2060 Super od 3.817 XNUMX BRL dále Amazon.

Dalším doporučením je Gigabyte GeForce RTX 2070 Super Windforce OC, jehož procesor je o 26 % rychlejší než RTX 2060, se stejnou pamětí 8 GB GDDR6. Diferenciálem této desky je systém Windforce, který se skládá ze 3 ventilátorů rotujících v opačných směrech, které se prolínají. Proud horkého vzduchu se tak šíří na obě strany desky, čímž se zlepšuje odvod tepla uvnitř skříně.

K použití tohoto GPU potřebujete PC s Windows 10, minimálně 8 GB RAM a 1,5 GB volného úložiště, základní desku s dostupným PCIe x16 slotem, dvě volné pozice v pouzdře a zdroj s minimálně 650W, s 8- kolík a 6pinový doplňkový napájecí konektor. A Gigabyte GeForce RTX 2070 Super Windforce OC Může být nalezeno od 4.702 XNUMX BRL dále Amazon.

A pokud hledáte maximální výkon a realističnost, doporučujeme GALAX GeForce RTX 2080 Super WTFs pamětí 8GB DDR6 RAM. Jeho použití vyžaduje operační systém Windows 10, minimálně 8 GB paměti RAM a 1,5 GB úložiště, základní desku se slotem PCIe x16, dva volné sloty ve skříni a zdroj s výkonem alespoň 650 W, s napájecím konektorem komplementární 8-pin a 6-pin komplementární. A GALAX GeForce RTX 2080 Super WTF lze nalézt k od 6.633 XNUMX BRL dále Amazon.

A vy, jste připraveni na krásu ray tracing ve hrách? Který titul byste nejvíce chtěli vidět práci s technologiemi? Napište do našeho kometární!

zdroj: Důvěryhodné recenze