Трассировка лучей всегда была «святым Граалем» компьютерной графики, говорит Джейсон Рональд (Jason Ronald), директор по управлению программами для Xbox
Методика имитирует трёхмерное изображение, вычисляя каждый луч света и обещает потрясающие эффекты освещения с реалистичными отражениями и тенями. Метод находит, где он отскакивает, собирает информацию о том, что представляют собой эти объекты, затем использует её для сложения пикселя и создания сцены. «Нам просто не хватало процессорной мощности, чтобы доставить всё это в режиме реального времени», – говорит Рональд.
В Голливуде спецэффекты уже десять лет используют трассировку лучей. Для правильной последовательности компьютеры могут просчитывать один кадр целую ночь. Чтобы воплотить это для игр в реальном времени, вам нужно сжать затрачиваемое время до 1/60 секунды. Скорость обработки теперь догнала эту задачу.
В прошлом году компания Nvidia объявила, что их последние графические процессоры (GPU) будут обрабатывать трассировку лучей в реальном времени. Сотрудничая с Nvidia, Microsoft разработала обновление трассировки лучей для Windows 10.
Microsoft и Sony объявили о своих предстоящих консолях, Xbox Series X и PlayStation 5, которые будут иметь поддержку трассировки лучей. Обе системы построены на оборудовании Advanced Micro Devices (AMD) и теперь эта технология поддерживается в некоторых из самых популярных игр в мире. Майнкрафт, который впервые появился в 2009 году, позволяет игрокам строить огромные сооружения. В настоящее время игра является самой продаваемой в истории. Разработчики уже выпустили раннюю версию с трассировкой лучей 16 апреля, а полноценный релиз состоится ближе к концу года.
«Она очень отличается от традиционного режима рендеринга и выглядит лучше», – говорит Джарред Уолтон, редактор аппаратного обеспечения PC Gamer. Большой проблемой, по его словам, пока станут ценовые барьеры. «Единственный способ играть в неё — это PC, у которого графическая карта стоит не менее $300»
Программируемые шейдеры начали появляться приблизительно в 2001 году. Они значительно лучше справлялись с задачами 3D освещения, но требовали гораздо большей вычислительной мощности. «Если бы мы поместили всё это в одну игру, самый невероятный процессор в мире сошёл на нет, это слишком много», – сказал Бен Арчард, старший программист рендеринга из 4A Games, разработчика Metro Exodus.
Были и другие способы обойти это. Если бы программист захотел смоделировать размытый свет, проходящий сквозь туман, то вместо того, чтобы прорабатывать все точки, он мог бы просто вычислить выборку из них. Эти методы называются stochastic, статистическими или методами Монте-Карло. Но с этими обходными путями «довольно быстро вы теряете этот реализм в сцене», – замечает Касия Свика, старший менеджер Minecraft. Трассировка лучей лучше работает с реалистичными тенями в реальном времени или отражениями, скрывающимися в воде или стекле. «Моё любимое занятие в области трассировки лучей – это погружение под воду», – говорит Свика. «Вы получаете действительно реалистичные отражения и преломления, а также аккуратные лучи света, проходящие через них».
Одна из проблем, связанных с трассировкой лучей, связана с тем, как шейдеры могут вызывать другие шейдеры, если взаимодействуют два луча, говорит Эндрю Госсен, технический сотрудник Microsoft, работающий над Xbox Series X. Графические процессоры работают над такими проблемами: заставить параллельные процессы взаимодействовать друг с другом очень сложно. Проработка технических проблем для улучшения трассировки лучей станет главными задачами «по крайней мере, в ближайшие пять-семь лет компьютерной графики», сказал Рональд.
В то же время игровые компании будут использовать другие методы, чтобы игры выглядели более привлекательными. Ранее в этом месяце Epic Games, создатели Fortnite, показали свой последний игровой движок Unreal Engine 5. Он использует комбинацию методов, включая библиотеку объектов, которые могут быть импортированы в игры в виде сотен миллионов полигонов, и иерархию деталей, обрабатывающих большие и малые объекты по-разному, чтобы сэкономить свои требования к ресурсам процессора.
Следите за скидками и новостями Xbox через наш Телеграм канал и группу Вконтакте