Останні презентації Nvidia, AMD та інших технологічних гігантів показують нову технологію виведення зображення в іграх та інших віртуальних сценах. Це технологія трасування променів, із застосуванням якої якість картинок є настільки високою, що їх майже неможливо відрізнити від реальності. Виробники натякають, що вже скоро ми отримаємо цю розробку в наших гаджетах, але експерти вважають, що ця технологія не настільки близько, як говорять вендори. Спробуємо розібратися, що таке трасування променів та як воно забезпечує гіперреалістичну графіку.
Концепція технології трасування променів досить проста. Центром віртуальної сцени є джерело світла. Воно випускає промені, які рухаються та відбиваються від об’єктів та поверхонь за відомими законами фізики. Залишається лише простежити кожен випущений промінь та обрахувати зміну його траєкторії, коли він наштовхується на перешкоду. Це зображення не є фотографією – це віртуальна модель кімнати, яку створили за допомогою технології трасування променів:
Реалізувати просту концепцію трасування променів заважало слабке «залізо», і найчастіше її використовували для обробки сцен у відеороликах та фільмах. Такий контент дозволяє витратити дні або тижні на обрахунок руху мільйонів променів.
Комп’ютерні ігри не могли використати трасування променів, оскільки кожен кадр в них необхідно обраховувати в реальному часі. Тому найчастіше ігри використовують різні спрощення та хитрощі у вигляді растеризації, які дозволяють отримати прийнятний результат за меншої обчислювальної потужності. Але на виставці GDC 2018 NVIDIA та Microsoft показали, що сьогодні «залізо» є достатньо продуктивним для трасування променів в реальному часі.
Показана Microsoft та NVIDIA технологія трасування променів в іграх називається DXR. Вона додає програмну підтримку трасування у пакет DirectX 12 – саме його використовують ігри для взаємодії з відеокартою. Підтримка DXR та апаратне прискорення його алгоритмів доступне в лінійці відеокарт на базі чіпів покоління NVIDIA Volta. AMD також заявила про підтримку DXR у своїх драйверах і оновлення власної технології трасування променів Radeon Rays.
Головною перешкодою на шляху трасування променів все ще залишається брак обчислювальної потужності. Показані демо-ролики не обов’язково означають, що відеокарти звичайних ПК зможуть відтворити цю технологію з прийнятною швидкістю. Але коли відеокарти досягнуть потрібної для трасування променів продуктивності, вони зможуть відтворювати ще детальніші сцени з використанням растеризації. Це змусить розробників вибирати: спрощена деталізація, але надзвичайно реалістичний вигляд чи більше деталей та об’єктів у сцені за рахунок меншої реалістичності.
