Kami memeriksa Ray Tracing dalam praktiknya, pada contoh grafik Control dan GeForce RTX 2080 Super

Kontrol layak mendapat perhatian pemain bukan hanya karena itu hanya permainan yang fantastis. Ini juga merupakan salah satu produksi pertama yang menggunakan manfaat teknologi Ray Tracing pada PC.

Saya merasa senang memainkan Kontrol pada kartu grafis Nvidia GeForce RTX 2080 Super baru, memungkinkan saya untuk gameplay sepenuhnya lancar pada resolusi 2560 x 1440, detail maksimum dan semua fitur grafis diaktifkan.

Salah satu "barang" itu adalah teknologi Ray Tracing – ray tracing. Jujur saya akui bahwa pertama kali saya mendengar tentang Ray Tracing, saya tidak menganggapnya sebagai terobosan besar. Dalam istilah teknis … Ray Tracing bukan merupakan terobosan, karena sebagian besar efek sudah dapat dicapai dengan menggunakan teknologi lain. Namun, setelah bermain Control, sulit bagi saya untuk kembali ke permainan yang tidak ditawarkan Ray Tracing.

Apa itu Ray Tracing?

Saya memberikan suara kepada rekan saya yang lebih bijaksana Maciek Gajewski:

Ray-Tracing adalah teknik menghasilkan gambar yang tidak dapat digambarkan sebagai baru dengan cara apa pun. Adegan pertama yang dibuat dengan cara ini dibuat pada awal tahun 1982 menggunakan salah satu superkomputer di sebuah universitas Jepang. Pelacakan sinar mungkin merupakan cara yang paling realistis dan paling realistis untuk menghasilkan dunia virtual.

Ia menggunakan teknik yang sama persis dengan memahami realitas seperti otak kita. Jadi ia menganalisis berkas cahaya yang jatuh ke mata manusia atau kamera virtual. Berkat ini, seluruh permainan cahaya, warna dan warna campuran, refleksi keras dan lembut, semuanya terlihat atau seharusnya terlihat seperti apa adanya. Orang-orang yang memiliki gagasan yang kabur tentang fisika dan ilmu komputer mungkin akan menaikkan alis mereka dengan takjub. Tapi bagaimana, komputer mensimulasikan basilillary of light beams, termasuk pantulannya dari bahan dengan sifat fisik yang berbeda? Tidak, itu belum mungkin. Bahkan GeForce RTX yang kuat dengan core tambahan yang mempercepat konversi yang terkait dengan pelacakan ray tidak melakukan hal ini. Namun demikian, sudah cukup kuat untuk dapat menggunakan versi penelusuran ray yang disederhanakan.

Dan tidak untuk seluruh adegan, tetapi hanya untuk beberapa elemennya.

Apa yang sebenarnya diberikan pelacakan sinar kepada kita pemain? Secara teknis, sebenarnya … tidak ada.

Secara teoritis, tidak ada kontraindikasi untuk membuat beberapa adegan virtual dengan metode selain Ray Tracing dan mencapai efek yang sama. Namun, ini tidak berarti bahwa semua ray tracing adalah palsu untuk mendapatkan banyak uang dari kantong kita. Kata kunci dalam kalimat sebelumnya adalah secara teoritis.Game modern menggunakan berbagai trik untuk memvisualisasikan chiaroscuro yang tampak realistis, warna, pantulan dan pantulan. Skybox, pantulan ruang layar, dan banyak teknik lainnya membuat game dengan cukup meyakinkan mensimulasikan perilaku cahaya di dunia virtual. Namun, ini semua penipuan.

Berbagai trik pemrograman yang ilusinya efektif hingga kita melihatnya lebih dekat. Selain itu, untuk menghemat sumber daya komputer atau konsol, mesin game secara dinamis mengganti objek virtual di layar dalam berbagai tingkat detail. Tidak masuk akal untuk membuat struktur rumit dari mahkota pohon, karena yang ini ada di belakang pemain dan dia tidak melihatnya. Tapi bagaimanapun, pohon ini bisa memberikan bayangan yang sudah akan terlihat di layar. Pelacakan Ray memecahkan banyak masalah bagi pengembang game. Alih-alih mengembangkan mekanisme yang lebih abstrak untuk meningkatkan realisme grafik 3D, mereka hanya mensimulasikan kenyataan. Mereka tidak perlu bertanya-tanya apa yang harus dilihat pemain ketika melihat di cermin virtual dan bagaimana cara menghasilkannya. Ini akan melakukan mesin permainan untuk mereka. Itu masih terdengar seperti palsu! Haruskah saya membayar untuk memudahkan orang lain?

Gim, seperti program komputer mana pun, dapat memiliki kompleksitas tertentu. Semakin banyak peretasan dan trik, semakin tidak stabil programnya, semakin sulit untuk mempertahankan dan mengembangkannya, dan di atas segalanya, biaya pengembangan man-jam programmer berharga. Tidak ada yang akan menunggu ini untuk menyelesaikan masalah TI, seperti perilaku kilat saat reli malam di tengah hujan. Permainan akan keluar dalam dua tahun, jika programmer tidak menyelesaikannya selama sebulan, kami akan menggunakan solusi yang kurang menarik secara visual.

Untuk memahami manfaat besar transisi ke teknologi generasi gambar yang lebih modern, tetapi jauh lebih menuntut, mari kita kembali ke masa sebelum dua dekade.

Pasar permainan, sama seperti hari ini, diatur oleh genre penembak. Perwakilan terkemuka dan kemudian model perannya yang tak tertandingi adalah Doom. Lawan dalam game ini bukan benda tiga dimensi. Untuk membuat game bekerja pada komputer saat itu, perlu untuk menyederhanakan kenyataan. Setan jahat dihasilkan sebagai bitmap. Jadi gambar dua dimensi itu bahkan bisa kita buat di Paint. Teknik ini memberikan hasil yang sangat baik dan membutuhkan jauh lebih sedikit dari peralatan. Namun, ini menimbulkan masalah: karena monster adalah gambar dua dimensi, itu artinya pencipta permainan harus secara manual membuat setiap bingkai animasinya. Dan kemudian ulangi tindakan untuk menggambarkan monster yang diamati dari sudut yang berbeda. Dan kemudian di bawah yang lain. Dan yang lainnya. Dan kemudian saat ia menembak. Dan cara kerjanya.

Ini adalah jumlah yang tidak masuk akal dari pekerjaan, itulah sebabnya musuh di Doom bergerak seperti dalam animasi stop motion. Gempa membawa revolusi dalam penembak. Ini, bagaimanapun, memiliki harga: Doom bekerja dengan baik pada 386 prosesor, Quake membutuhkan beberapa generasi Pentium yang lebih baru. Lawan di Quake, kalau bukan karena resolusi yang lebih tinggi dari permainan itu sendiri, tidak terlihat jauh lebih baik daripada yang ada di Doom. Namun, mereka dibuat dari poligon tiga dimensi, bukan bitmap. Ini berarti bahwa pengembang telah diberhentikan dari banyak pekerjaan. Gim ini telah mensimulasikan bagaimana monster seperti itu terlihat dari setiap sisi, dari setiap sudut, dalam pencahayaan apa pun.

Gempa telah membuka jalan bagi game yang terlihat seperti ini:

Secara teori kontrol dapat dibuat dengan metode yang mengingatkan kita pada Doom. Hanya dengan membangunnya seperti itu mungkin akan memakan waktu sekitar tiga dekade untuk mencapai ketepatan yang sama dalam desain grafis. Karena itu, ray tracing adalah revolusi bagi pemain.

Kami berada dalam tahap awal pengembangannya. GeForce GTX dapat dibandingkan secara historis dengan akselerator 3D pertama seperti S3 Virge, yang sedikit mengurangi CPU dari generasi grafis. Kami harus melewati era Voodoo Graphics dan Riva TNT untuk mencapai GeForce 256, kartu pertama yang mampu menampilkan semua elemen adegan 3D sendiri. Namun, ini tidak berarti bahwa Anda tidak boleh tertarik sekarang.

Lihatlah seluruh artikel dan perhatikan berapa banyak Kontrol mendapatkan bahkan setelah menambahkan sangat sederhana, hanya bagian dari metode pelacakan ray adegan virtual. Ray Tracing adalah cawan suci bagi para insinyur dan desainer grafis 3D yang menarik. Karena sekarang simulasi adegan dengan sinar cahaya pada tahap ini memberikan hasil yang terlihat dalam ilustrasi, lalu bayangkan apa yang mungkin terjadi dalam beberapa tahun, dengan GPU yang bahkan lebih baik.

Sekarang kita tahu apa teknologi ray tracing dari sisi teknis, mari kita lihat bagaimana Control menggunakannya.

Harus dikatakan di awal bahwa di sebagian besar aplikasi perbedaan antara Ray Tracing on dan off akan hampir tidak terlihat pada screenshot statis. Pelacakan Ray mengungkapkan kemampuan sebenarnya hanya dalam gerakan, secara dinamis mengubah pencahayaan panggung.

Ini dapat dilihat pada presentasi resmi Nvidia, di mana Anda dapat dengan jelas melihat bagaimana Ray Tracing "menghidupkan" adegan itu. Suar cahaya menari di permukaan, suar lebih alami, pantulan muncul di kaca, yang tanpa Ray Tracing tidak akan terlihat dalam permainan:

Namun, perbedaan halus dapat dilihat bahkan dalam adegan statis.

Mari kita lihat tembok di sebelah kanan. Seperti inilah rupa Ray Tracing:

Demikian juga dengan off:

Mata yang terlatih akan segera melihat bahwa cahaya yang jatuh di dinding melalui langit-langit di langit-langit terlihat jauh lebih alami dengan pelacakan sinar diaktifkan. Tekstur panel lebih ditekankan, bayangan lebih jelas dan lebih dalam.

Demikian pula dengan cahaya yang berasal dari yang diterangi ke ruang yang tidak terang. Tanpa pelacakan balok, balok itu statis dan tekstur lantai tidak berubah:

Setelah memutar Ray Tracing di lantai, Anda dapat melihat pantulan yang jelas dari ruangan tempat sumber cahaya berada. Panggung segera mengambil kedalaman.

Menariknya, Ray Tracing terkadang berperilaku seperti kebalikan dari HDR. Premis HDR adalah visibilitas sempurna dari detail dalam bayangan dan x-ray. Ini adalah adegan tanpa Ray Tracing:

Dan dengan ray tracing diaktifkan:

Dalam adegan tanpa melacak sinar, kita melihat elemen individual dari rana yang melindungi jendela, kita melihat detail pada kaca tua. Namun, ketika kita menghidupkan Ray Tracing, detail-detail ini menghilang: sama seperti mereka akan menghilang dalam kenyataan jika cahaya tajam seperti itu jatuh melalui jendela.

Namun, dalam kasus Kontrol Ray Tracing, Anda dapat dengan jelas melihatnya di refleksi. Terlepas dari adegan itu, mereka menambahkan realisme ke grafik, sehingga meningkatkan rasa pencelupan. Bukan berarti tanpa Ray Tracing Control terlihat buruk, misalnya, tidak ada yang kurang dalam adegan ini – cahayanya dinamis, bayangan dan x-ray kontras satu sama lain dengan indah, Anda tidak dapat mengatakan kata yang buruk:

Namun, ketika kita menghidupkan Ray Tracing, tiba-tiba tidak hanya bagian atas panggung dengan pohon-pohon besar di latar belakang hidup, tetapi juga bagian bawah, dengan lantai di mana pantulan pohon-pohon ini berkilau, yang tanpa Ray Tracing.

Seperti hal sepele, tetapi berkat hal sepele seperti itu, gameplay dengan ray tracing diaktifkan adalah pengalaman yang menarik.

Apakah kita kehilangan banyak dengan memainkan Kontrol tanpa Ray Tracing?

Jujur saja … tidak.

Jika Anda memainkan Kontrol pada konsol atau PC dengan kartu grafis generasi yang lebih lama, Anda tetap tidak perlu menyesal. Gim ini sendiri menawarkan banyak sekali suar, efek, dan kembang api grafis; Ray Tracing hanyalah lapisan gula pada kue. Lapisan gula yang terkadang tidak bisa Anda lihat, seperti di adegan ini.

Seekor kuda dengan baris yang mengatakan tangkapan layar mana yang menunjukkan RT diaktifkan dan yang dinonaktifkan:

Tidak ada perbedaan dalam adegan seperti itu. Dan di mana perbedaannya – seperti yang Anda lihat – sangat halus, ini disebabkan oleh fakta bahwa Kontrol dalam versi non-na-RTX untuk mensimulasikan pantulan di luar teknik refleksi ruang layar menggunakan teknik pelacakan kerucut voxel. Dan yang ini tidak lain adalah bentuk yang sangat primitif dari Ray Tracing. Itu sebabnya Kontrol juga terlihat sangat baik tanpa kartu grafis RTX.

Jadi saya tidak bisa mengatakan bahwa Control adalah game yang perlu diubah kartu grafisnya menjadi yang baru (walaupun itu pasti game yang harus Anda mainkan!). Namun, melihat fakta bahwa lebih banyak game muncul di cakrawala yang akan menggunakan Ray Tracing lebih lengkap (refresh Minecraft), pembelian GPU dari seri Nvidia RTX pastilah masuk dalam daftar calon pembeli.

Apalagi jika, selain bermain, Anda juga menggunakan komputer untuk bekerja. Tapi ini adalah topik untuk bahan yang terpisah.

Kerjasama: Maciej Gajewski