Sledování paprsků se v poslední době dostává do popředí. Počínaje spuštěním karet Nvidia RTX v loňském roce – první grafické karty, které jsou schopny sledovat paprsky v reálném čase – herní hry a vznikající technologie, se zapletly obrovským způsobem. S potvrzením, že PS5 bude určitě podporovat sledování paprsku, a další nabízenou nabídkou společnosti Microsoft, která byla také silně zvěstována, byla tato technologie stmelena jako nová technologie, která bude v následujících letech formovat konverzaci kolem her nové generace a grafických vylepšení.
Co však zbývá vidět, je, jak velký dopad bude mít sledování dopadu paprsků v reálném čase a jak budou vývojáři přijímáni pro hry PS5 a Project Scarlett. Bude přijetí sledování paprsků odsunuto na špičkové počítače nebo bude zahájeno na příští vlně konzol příští generace? Některé z těchto otázek budou zodpovězeny pouze tehdy, když budeme mít úplnější představu o tom, co bude příští cyklus konzol zabalit, ale určitě můžeme pokračovat s některými zdravými spekulacemi s tidbity, které jsou v současné době na naší desce.
Sledování paprsků: krátký opakovač
Kredity: Opravné hry
Než začneme do masa diskuze, pojďme rychle pojmout, co vlastně je sledování paprsků, a proč je to důležité pro vykreslování videa v reálném čase. Trasování paprsků je o modelování světla, doslovném kreslení paprsků přes scénu, aby lépe porozumělo tomu, jak světelné zdroje interagují s objekty a vytvářejí stíny, odrazy a okludují scénu. Ovlivňuje nejen to, co je viditelné ve scéně, ale to, co se v něm může odrazit ze zdrojů mimo fotoaparát, a jak by měl být každý povrch lehce nebo tmavě stínovaný.
V moderní sadě nástrojů pro vývojáře her existuje řada technik pro sledování paprsků, z nichž některé jsou mnohem výraznější než jiné, což ovlivňuje výkon odlišně. Okolní okluze, například proces modelování šedavých stínů v těsných prostorech kolem a pod objektem, je poměrně jemným efektem, který nevyžaduje tunu výpočetního výkonu. Naproti tomu globální osvětlení se pokouší simulovat, jak se světlo pohybuje napříč každým povrchem ve scéně, odlévá paprsky na bázi pixelů a vypočítává, kde se srazí a interakci s každým viditelným objektem. Je to mnohem dramatičtější efekt, a může opravdu žvýkat výkon, zejména na hardware, který postrádá RTX karty vyhrazené zdroje sledování paprsku.
Trasování paprsků pro zvuk funguje podobným způsobem. Paprsky, které představují zvukové vlny, se odrazí kolem scény způsobem, který napodobuje, jak se skutečný zvuk pohybuje, a výsledky se vypočítávají a vykreslují v reálném čase. Podobně jako sledování grafických paprsků může být implementováno jemným způsobem, aby se zvuk posloupnosti barevně upravil nenápadným způsobem, nebo mnohem více robustně, aby se pokusil dostat co nejblíže způsobu, jakým by scéna ve skutečnosti zněla ve skutečném světě.
Jaké prostředky pro sledování paprsků pro PS5 a Project Scarlett?
Zápočet: 4A Hry
Sony a AMD potvrdily, že PS5 bude poháněn Navi GPU a Zen 2 CPU, nejnovější mikroarchitekturou AMD pro grafiku a procesory. Zatímco podrobnosti o skutečných výkonnostních stropech pro každou komponentu jsou stále velmi blátivé, můžeme předpokládat, že budou zhruba rovnocenné se současným výkonem středního až špičkového počítače. Jaký typ efektů sledování paprsků budou vývojáři schopni vytlačit z této úrovně hardwaru?
Vývojáři, kteří chtěli realizovat sledování paprsku, měli na počátku těžkou volbu: buď tak jemná, aby byla téměř nepostřehnutelná, nebo aby byla významnější a riskantní. Dokonce i na špičkových kartách RTX jsme viděli nějaké poměrně velké poklesy snímkové frekvence při přepínání na sledování paprsku ve hrách jako Battlefield 5. Ale v letech od doby, kdy herní studia začaly získávat ruce na sledování reálného času, jsme zaznamenali několik impozantních optimalizací a nyní vidíme mnohem větší stabilitu herních motorů s nativní podporou RT, včetně indie behemoth Unity a populární Unreal Engine od Epic. Takže zatímco sledování paprsků, které vidíme kolem spouštěcího okna dalších konzol, může být poměrně malé, vylepšení na straně softwaru bude stále umožňovat dramatičtější implementace.
Nejlepší grafické karty
Chcete se dozvědět více o sledování paprsku? Podívejte se na náš seznam nejlepších grafických karet pro počítačové hry a najděte si ten, který je na výzvu.
Očekávám, že to bude zejména pravdou o paprsku sledovaném paprskem, což je stále poměrně nový koncept a ten, který nevydržel téměř stejnou úroveň kontroly jako jeho grafický protějšek, a v důsledku toho neměl stejnou úroveň zdrojů hodil jsem to hladový jícen. Vzhledem k tomu, že konzole jsou obvykle umístěny v kontextu většího nastavení zábavy, očekávám, že možnosti zvuku vyzařovaného paprskem a prostorového zvuku budou spojeny s působivým efektem. Slib realistických ozvěn, naslouchání zlověstným stopám soupeře, který se za vámi plazí ve stínu, se konečně může stát realitou, obzvláště důležitou ve VR, kde je přítomnost a ponoření tak kritické.
Řádné modelování světla je jednou ze zbývajících překážek přiblížení se fotografickému realismu ve hrách a sledování paprsků je stále více a více jako alej, která nás dostane přes překážku. Vidíme v nadcházející generaci konzoly něco jako opravdový fotorealismus? Pochybuji o tom, ale nepřekvapilo by mě, kdyby se ambiciózní softwaroví inženýři blížili na PC hardware na konci příštího cyklu.
Pro sledování paprsku bude tato generace konzol do značné míry založena na učení a optimalizaci. Uvidíme stále přesvědčivější okluze a stíny, protože vývojáři najdou způsoby, jak je představit, aniž by omezovali výkon, a některé skutečně nádherné efekty způsobené vodními žíravinami (jiskřivý efekt světla lomeného například v hřebenu lámavé vlny) a multi-povrchové odrazy / rozptyl. Nemůžeme zcela dosáhnout fotorealismu, ale očekávám, že generace, která bude naplněna okouzlujícími chvilkami, když umělci obsazení herních studií na světě začnou správně rozumět a využít síly sledování paprsku.
Těšíme se na PS5 a Microsoft Xbox Project Scarlett? Určitě následujte GameMe E3 2019 rozbočovač vidět všechny nové hardware odhalí a oznámení.