Cyberpunk 2077 ray tracing

Technologia

02.05.2022 14:58

Ray tracing – co to jest? Sprawdzamy, co daje ray tracing w grach

Gry Komputery Nauka
40
1
0
40
1

Ray tracing, czyli śledzenie promieni, trafił do gier dzięki kartom graficznym NVIDIA GeForce RTX. Technologia ta sprawia, że gry wyglądają jeszcze efektowniej za sprawą realistycznego oświetlenia.

Jesteś w posiadaniu karty RTX 4090 lub innej z tej serii? Zaawansowane karty graficzne z rodziny GeForce RTX pozwalają na generowanie jeszcze bardziej klimatycznych, realistycznie oświetlonych światów i obiektów. Wszystko to między innymi dzięki technologii ray tracingu. Czy tak będzie wyglądała przyszłość wirtualnej rozrywki?

Jak działa ray tracing?

Choć na stworzenie świetnej grafiki składa się wiele czynników, takich jak spójność stylistyczna czy stworzenie realistycznej lub ciekawej fizyki, to ostatecznie podstawą w wypadku większości trójwymiarowych gier pozostaje to, w jaki sposób dany silnik wykorzystuje światło. To ono jest podstawowym „surowcem”, z którego wytwarzany jest oglądany przez nas obraz.

Sprawdź też: NVIDIA Ampere – wszystko o kartach graficznych GeForce RTX 3000

Dla wielu osób funkcja śledzenia promieni w czasie rzeczywistym może wydawać się bardzo enigmatycznym pojęciem – i nic dziwnego, bo opisuje ono dosyć skomplikowany proces dotyczący tego, jak silnik gry generuje warstwę wizualną. W praktyce ma to uczynić grafikę bardziej realistyczną. Wszystko sprowadza się do bardziej zaawansowanego podejścia do wykorzystania światła, które ma się w grze zachowywać tak, jak zachowuje się w rzeczywistości.

Interakcje strumienia światła z otoczeniem są obliczane na podstawie generowanych i śledzonych przez silnik gry promieni. Świat przedstawiony będzie więc ukazywany w zgodzie ze źródłami światła, które docierać do gracza będzie bezpośrednio lub niebezpośrednio (czyli np. z odbić). Dzięki RTX cienie są więc głębsze, odblaski od tafli wody czy lustra zniuansowane, a zmarszczki na twarzach postaci bardziej naturalne. Wszystko to ma sprawić, że zanurzenie się w świecie gry będzie jeszcze pełniejsze.

Innym terminem, który często pojawia się w kontekście ray tracingu, jest tak zwana okluzja otoczenia. To takie określenie-parasol, pod którym skrywa się zbiór różnych rozwiązań polepszających pracę cieni. HBAO, HDAO, SSAO czy teselacja to skomplikowane terminy opisujące bardzo podobne procesy rozróżniane tak naprawdę jedynie przez gamingowych purystów. Dzięki nim kształty są mniej kanciaste, a cienie bardziej dynamiczne.

Szukasz GeForce RTX 4090? Mamy już pierwsze egzemplarze! Sprawdź: 

GeForce RTX – premiera

Gdy firma NVIDIA ogłosiła, że śledzenie promieni będzie nową technologią, dostępną na rynku od 2018 roku (wraz z premierą kart graficznych GeForce RTX), wielu ekspertów uznało, iż dojdzie do małej rewolucji na drodze do osiągnięcia fotorealistycznej grafiki komputerowej. Pojawiło się więc pytanie: Ray tracing – czy to prawdziwa rewolucja w grach

Ogółem śledzenie promieni to nie jest specjalnie nowe rozwiązanie, ale jego zastosowanie związane jest z dużymi wymaganiami sprzętowymi. Dlatego właśnie w obliczeniach związanych z ray tracingiem miały pomóc kartom GeForce RTX specjalnie ku temu przystosowane rdzenie. Dzięki temu technologia, z którą eksperymentowano już w latach 70. XX wieku, może dostać się pod strzechy. Teraz na rynku dostępne są na tyle mocne karty graficzne (i komputery ogólnie), że aplikacja tego rozwiązania w sprzęcie domowym jest nareszcie możliwa.

Sprawdź też: NVIDIA Reflex – co to jest i jak działa? Jak zmniejszyć opóźnienia w grach?

Ray tracing znamy już chociażby z filmów animowanych. Pixar wykorzystywał śledzenie promieni choćby przy filmie Auta z 2006 roku. Mieliśmy już więc z tym rozwiązaniem kontakt dużo wcześniej i częściej, niż mogłoby nam się wydawać. W filmach jednak twórcy mają dużo czasu na przygotowanie i dopieszczenie każdej klatki materiału. 

W przypadku gier wideo sprawa jest nieco bardziej skomplikowana, gdyż wszelkie obliczenia związane z ray tracingiem stosowane są w czasie rzeczywistym, co oznacza, że wykorzystuje on dużo mocy przerobowych komputera. Dzięki dedykowanym rdzeniom RT najnowsze karty graficzne NVIDIA GeForce są sobie w stanie z tym poradzić. Choć u konkurencji także istnieje wsparcie dla ray tracingu, to Zieloni zdają się prowadzić w technologicznym wyścigu (i to o kilka długości).

Wymagania sprzętowe dla ray tracingu

Jak wspomnieliśmy już wcześniej, obliczenia związane ze śledzeniem promieni światła i prawidłowym odbijaniem ich od różnych powierzchni są bardzo wymagające dla naszych komputerów. Nawet z rdzeniami RT koszty użycia tej technologii są naprawdę spore. Według różnych benchmarkowych porównań wejście w reklamowany przez NVIDIĘ świat RTX ON wiąże się w niektórych grach z utratą nawet 50% klatek na sekundę.

W niektórych wypadkach takie straty oznaczały bardzo duży spadek płynności i sprawiały, że gra nie działała tak dobrze, jakbyśmy tego chcieli. Stąd początkowo gracze i eksperci powitali to rozwiązanie niezbyt ciepło. Sytuację ratował przede wszystkim DLSS (o którym piszemy w osobnym artykule), pozwalający na znaczące nadgonienie liczby traconych przez ray tracing klatek.

Sprawdź też: NVIDIA GeForce RTX 3090 Ti – jak prezentuje się nowy flagowiec od Zielonych?

Wraz z pojawieniem się 9. generacji konsol (czyli Xbox Series X oraz PS5) technologia ta coraz częściej wykorzystywana jest w grach. Dzięki temu otrzymuje coraz większe wsparcie, co służy także poprawie wydajności (nie bez znaczenia pozostaje fakt, że kolejne modele kart graficznych NVIDIA GeForce mają coraz więcej rdzeni RT). Dlatego możemy spodziewać się, że będzie ona wręcz standardem stosowanym w większości produkcji AAA.

Ray tracing na konsolach Xbox Series X i PS5

By korzystać z technologii ray tracingu i nie utracić absolutnie całej płynności gry, potrzebny jest naprawdę potężny komputer, wyposażony, na przykład, w najnowszą kartę graficzną NVIDIA GeForce. Alternatywą mogą być konsole najnowszej generacji, a więc PlayStation 5 oraz Xbox Series X – niestety tutaj efekty ray tracingu zobaczymy w najlepszym razie połowicznie. Oczywiście zakup takiej konsoli to spora inwestycja, ale gwarantuje ona, że przez najbliższe kilka lat użytkownicy będą mogli grać w najnowsze pozycje, bez martwienia się o ciągłe update’owanie wnętrzności gamingowego PC.

geforce rtx
Prawdziwą moc ray tracingu zobaczymy jedynie dzięki kartom graficznym GeForce RTX

Póki co coraz więcej gier na konsolach wykorzystuje ray tracing, jednak koszty zastosowania tej technologii są dla tych maszynek ogromne. Jeśli chcemy bawić się z włączonym śledzeniem promieni, musimy liczyć na płynność nieprzekraczającą 30 FPS. Dopiero wyłączenie ray tracingu pozwala osiągnąć PS5 i nowemu Xboxowi upragnione 60 klatek na sekundę…

Same efekty śledzenia promieni na konsolach też pozostawiają sporo do życzenia i bardzo mocno odstają od tego, co znają posiadacze kart graficznych GeForce RTX. W stworzonej specjalnie z myślą o Xbox Series X Forza Horizon 5 ray tracing zobaczymy jedynie oglądając nasze auta zaparkowane w garażu. W Cyberpunku 2077 zaimplementowano jedynie szczątkowe obliczenia związane ze śledzeniem promieni – ich włączenie i tak skutkuje jednak bardzo mocnym ograniczeniem rozdzielczości oraz wydajności, w jakiej “działa” gra CD Projekt RED. 

Sprawdź też: NVIDIA Broadcast i NVENC – streamuj jak profesjonalista!

Komputerowcy są zatem w tej sytuacji znacznie bardziej uprzywilejowani. Mocniejsze modele kart GeForce RTX bez problemu wygenerują 60 FPS z włączonym ray tracingiem w większości tytułów, a dzięki DLSS nawet posiadacze monitorów z odświeżaniem 120 Hz będą czuli się usatysfakcjonowani. Bardzo możliwe, że na PS5 i Xbox Series X nigdy takich wyników nie zobaczymy (no, chyba że Sony i Microsoft zdecydują się wyprodukować mocniejsze wersje tych konsol).

Dystans między komputerami do gier a konsolami PS5 i Xbox Series X z pewnością jeszcze się zwiększy po premierze kart graficznych GeForce RTX 4000. Spodziewamy się po nich znacznego wzrostu wydajności, między innymi w kwestiach związanych z ray tracingiem oraz DLSS.

GTX a RTX – czy warto kupić kartę graficzną GeForce RTX?

W dniu premiery modeli GeForce RTX 2000 wielu graczy zadawało sobie to pytanie. Czy dopłacać do stosunkowo eksperymentalnych rozwiązań (ray tracing i DLSS na start nie były wykorzystywane przez bardzo dużą liczbę gier), czy zostać przy nieco uboższych kartach graficznych GeForce GTX? Dzisiaj ten problem już w zasadzie nie istnieje – poczciwe modele GTX nadają się głównie do grania w Full HD, natomiast nawet tańsze RTX-y (np. GeForce RTX 3050) oferują sprzętowe wsparcie dla ray tracingu i DLSS

Wahając się pomiędzy GTX a RTX, zastanówmy się, czy będziemy chcieli korzystać z technologii ray tracing. Jeśli tak, to oczywiście koniecznym jest postawienie na kartę nowszej generacji. Ray tracing to nadal trochę melodia przyszłości, jednak gra ona coraz głośniej i z czasem będzie ona zastępowała starsze rozwiązania. 

Sprawdź też: RTX 4000 dlaczego warto – Czy GeForce RTX 4000 to dobra karta graficzna do gier?

Najlepsze gry z ray tracingiem:

Gier wykorzystujących możliwości kart GeForce RTX jest całkiem sporo i, jak pisaliśmy już wcześniej, będzie ich się pojawiać coraz więcej. Znajdziemy wśród nich sporo hitów, takich jak Call of Duty, Battlefield czy Marvel’s Guardians of the Galaxy. Pełną listę tytułów oraz silników wykorzystujących technologię ray tracingu znajdziesz na stronie NVIDIA. W tym tekście skupimy się na zaprezentowaniu gier, w których skutki zastosowania śledzenia promieni widać najwyraźniej.

Minecraft RTX

Dla wielu może być szokiem, że gra słynąca z absolutnie minimalistycznej grafiki posiada ray tracing. W 2019 roku, gdy popularna produkcja została wsparta przez tak zaawansowaną technologię, zachwyceni deweloperzy gry opowiadali o tym, że w Minecraft ray tracing sprawia, że woda wygląda jak prawdziwa, a dosyć prosta wizualnie produkcja chwilami oszałamia wyglądem. Wystarczy więc jedynie pobrać Minecraft with RTX, kliknąć RTX ON w ustawieniach, by cieszyć się grą w zupełnie nowym wydaniu!

Sprawdź też: NVIDIA Studio – platforma dla kreatywnych twórców

Control

Najnowsza gra Remedy Entertainment, czyli twórców takich klasyków jak Alan Wake i Max Payne, była jedną z pierwszych gier AAA, które pokazywały pełnię możliwości ray tracingu. W Control znajdziemy całe mnóstwo lokacji wypełnionych błyszczącymi powierzchniami, które dzięki zastosowaniu śledzenia promieni absolutnie zachwycają. Kiedy już zobaczymy ray traicng w akcji, bardzo trudno jest wrócić do zwykłych ustawień…

Metro Exodus

Jednym z prekursorów w wykorzystaniu technologii ray tracingu okazał się Metro Exodus, który jako jeden z pierwszych pokazał potencjał tego narzędzia. Mimo paru lat na karku może pochwalić się kapitalną grafiką, stanowiącą niezły benchmark wydajności naszego sprzętu. 

Dwa lata po premierze gry, twórcy przygotowali wersję Metro Exodus: Enhanced Edition, w której wprowadzono zmiany w silniku, a dzięki przemodelowaniu oświetlenia, śledzenie promieni kompletnie zmienia niektóre sceny, które wyglądają zupełnie inaczej, czyniąc też Metro Exodus jedną z najciekawszych wizualnie propozycji ostatnich lat.

Quake 2 RTX

Inną ciekawostką w świecie gier było ogłoszenie, że stary dobry Quake 2 otrzyma wsparcie ray tracingu. Wydany w 1997 roku kultowy shooter może nie wygląda dziś zbyt oszałamiająco, niemniej w momencie premiery była to pozycja testująca możliwości najbardziej zaawansowanych sprzętów. Dziś ten klasyk znowu powrócił pod strzechy dzięki śledzeniu promieni światła w czasie rzeczywistym, które zmienia wygląd gry TOTALNIE i pozwala dokładnie zobaczyć, jakie możliwości ma omawiana technologia

Sprawdź też: Sterowniki NVIDIA Game Ready i Studio – dwa oblicza tej samej karty graficznej

Ray tracing w Fortnite

Obok Minecrafta inną grą, która cieszy się ogromną popularnością wśród graczy (nie tylko najmłodszego pokolenia), jest Fortnite. I także ta produkcja od 2020 roku wspiera ray tracing. Wpłynęło to na jakość cieni, wygląd wody oraz odbicia światła choćby na posadzkach. Inną nowością w świecie gry w związku z dodaniem funkcji RTX było opublikowanie mapy, która w szczególny sposób wykorzystywała tę technologię.

Śledzenie promieni utrwala swoją pozycję świecie gier, głównie ze względu na to, jak bardzo wpływa na wygląd rozgrywki. Obecnie korzystać z niej mogą bez obaw użytkownicy, którzy posiadają stosunkowo mocne komputery PC (od biedy też konsole najnowszej generacji). Z całą pewnością ray tracing nadal będzie rozwijany, ponieważ pozwala on na osiąganie naprawdę wyjątkowych efektów wizualnych. RTX jako normalny element rynku gier czeka nas więc szybciej niż później.

Sprawdź też: Najlepsza karta graficzna – czy RTX 4090 będzie miał jakąś konkurencję?

40
1

Podziel się:

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *