Moderne videogames kunnen er behoorlijk verbluffend uitzien, en in het verleden zagen we seismische verschuivingen tussen elke console en grafische kaart generatie. Dat is de afgelopen jaren echter niet het geval geweest, omdat games zich minder richten op het pompen in meer polygonen en in plaats daarvan kleine maar betekenisvolle upgrades maken met zaken als textuurkwaliteit, resolutie, belichting en visuele effecten..

Ray tracing lijkt een andere te zijn van die schijnbaar bescheiden, maar potentieel belangrijke upgrades die het gamenlandschap in de nabije toekomst zullen raken.

Wat is ray tracing dat u misschien vraagt? Het is een veel geavanceerdere en levensechtere manier om licht en schaduwen in een scène weer te geven. Het is wat films en tv-programma's gebruiken om verbazingwekkend CG-werk te creëren en samen te voegen met scènes uit de echte wereld. Het nadeel is dat ray tracing vaak uitgebreide server farms vereist om graphics vooraf te renderen. Dat was te veel om te vragen van een realtime, interactieve videogame met een compacte doos in uw huis.

Nou ja, tot nu toe tenminste. Op de Game Developers Conference hebben Nvidia, Microsoft en AMD initiatieven aangekondigd die ray tracing mogelijk maken in real-time games, wat duizelingwekkende effecten en veel meer meeslepende gamewerelden betekent. Hier is een blik op wat te verwachten, wie is betrokken bij deze nieuwe push en wat ze aan tafel brengen.

Wat is ray tracing?

Ray Tracing is een renderingtechniek die ongelooflijk realistische lichteffecten kan produceren. In essentie kan een algoritme het pad van licht volgen en vervolgens de manier simuleren waarop het licht interageert met de virtuele objecten die het uiteindelijk raakt in de door de computer gegenereerde wereld.

We hebben gezien dat in-game belichtingseffecten door de jaren heen steeds realistischer worden, maar de voordelen van ray tracing zijn minder over het licht zelf en meer over hoe het met de wereld interageert.

Ray tracing zorgt voor dramatisch levensechtere schaduwen en reflecties, samen met sterk verbeterde doorschijnendheid en verstrooiing. Het algoritme houdt rekening met waar het licht de interactie en wisselwerking treft en berekent, net zoals het menselijk oog echt licht, schaduwen en reflecties zou verwerken, bijvoorbeeld. De manier waarop licht objecten in de wereld raakt, beïnvloedt ook welke kleuren je ziet.

Met voldoende computerkracht beschikbaar, is het mogelijk om ongelooflijk realistische CG-afbeeldingen te produceren die bijna niet te onderscheiden zijn van het leven. Maar dat is het probleem: zelfs een goed uitgeruste gaming-pc heeft slechts zoveel GPU-kracht om mee te werken, laat staan ​​een moderne gameconsole.

Ray Tracing wordt veelvuldig gebruikt bij het ontwikkelen van afbeeldingen van computerafbeeldingen voor films en tv-programma's, maar dat komt omdat studio's de kracht van een volledige server farm (of cloud computing) kunnen gebruiken om de klus te klaren. En zelfs dan kan het een lang, moeizaam proces zijn. Het on the fly doen was veel te belastend voor bestaande spelhardware.

In plaats daarvan gebruiken videospellen rastering, wat een veel snellere manier is om computerafbeeldingen weer te geven. Het converteert de 3D-afbeeldingen in 2D-pixels om op uw scherm weer te geven, maar rastering vereist dan shaders om redelijk levensechte lichteffecten weer te geven.

De resultaten zien er gewoon niet zo natuurlijk of realistisch uit als bij ray tracing. De voordelen van deze technologie zullen waarschijnlijk niet individueel verbluffend lijken, maar de collectieve verbeteringen zouden het realisme van interactieve spelwerelden echt kunnen verhogen..

Wie werkt er aan ray tracing?

Microsoft is de grootste vis in deze nieuwe videogame ray tracing pond, toen het bedrijf DirectX Raytracing (DXR) in de DirectX 12 API aankondigde. Ze hebben de structuur gecreëerd voor het introduceren en berekenen van roggen in de wereld en hebben het voor ontwikkelaars mogelijk gemaakt om met de technologie te experimenteren om te zien wat er mogelijk is in hun game-engines..

En ze zijn niet de enige: Microsoft heeft samengewerkt met een aantal van 's werelds grootste makers van gamemakers en game-engines om ray tracing in pc-games te introduceren. De Frostbite- en SEED-engines van Electronic Arts zullen compatibel zijn, samen met de alomtegenwoordige Unreal Engine en Unity-engine die overal in de industrie te zien is.

Creators kunnen meteen aan de slag dankzij een nu beschikbare experimentele DXR SDK. Microsoft zal deze week meer inzichten delen op GDC 2018.

Om ray tracing tot leven te brengen in games, is een ongelooflijke GPU-kracht vereist, dus het is niet verwonderlijk dat Nvidia ook de leiding heeft. De RTX-technologie van het bedrijf maakt gebruik van een decennium werk aan grafische algoritmes en GPU's en ze werken nauw samen met Microsoft's DXR API om ontwikkelaars snel op weg te helpen.

Volgens Nvidia leveren "algoritmen voor filmkwaliteit" en updates van hun GameWorks API verlichting, reflecties, schaduwen en gerelateerde effecten met een onzichtbaar niveau van betrouwbaarheid. En de inkomende Volta-klasse GPU's van Nvidia zullen natuurlijk compatibel zijn.

En AMD zal ook niet achterblijven. Ze hebben nog niet zoveel gedeeld als Nvidia op dit moment, maar ze hebben "real-time ray tracing" -mogelijkheden aangekondigd via hun ProRender-renderingengine en Radeon GPU Profiler 1.2. De aankondiging van AMD lijkt op dit moment echter minder gericht op games, en meer op het verbeteren van de workflows en resultaten van ontwikkelaars met een combinatie van ray tracing en rasterisatie.

Wanneer zullen we de voordelen zien?

Hoewel AMD's aanpak nog niet gericht lijkt te zijn op games, is diezelfde gemengde aanpak waarschijnlijk wat we in de gamewereld zullen zien starten. Zoals het officiële blogbericht van Microsoft suggereerde, zal DirectX Raytracing de huidige renderingtechnieken aanvullen.

Met andere woorden, het zal maken sommige verbeteringen ten opzichte van rastering, maar niet volledig vervangen. Zelfs de GPU's van morgen zijn waarschijnlijk niet helemaal klaar voor die taak. Maar ray tracing is een ander hulpmiddel in de toolkits van game-ontwikkelaars, en een die in de loop van de tijd steeds belangrijker zal worden.

Microsoft suggereert dat ray tracing meer aandacht zal krijgen "in de komende jaren" voor zaken waar rastering gewoon niet uitblinkt, inclusief wereldwijde verlichting. "Uiteindelijk kan ray tracing rasterisatie volledig vervangen als het standaardalgoritme voor het renderen van 3D-scènes," concludeert de post.

Dat is een verre mogelijkheid, maar dit zijn belangrijke stappen in de goede richting. Nvidia's nieuwe technische demo's laten zien dat bedrijven als Remedy Entertainment (Quantum Break) en Epic Games (Fortnite) al de ins en outs van ray tracing leren en duizelingwekkende resultaten leveren.

Het lijkt mogelijk dat we straks ray tracing zullen zien uitrollen in games die draaien op high-end GPU's (zoals Nvidia's Volta-serie) in de nabije toekomst, misschien later in 2018. Er is nog niets concreet, echter.

Voor nu is het echter spannend om te denken dat dit langverwachte vermogen eindelijk aan de horizon ligt - en het zal alleen maar helpen de kloof te overbruggen in grafische getrouwheid tussen interactieve werelden en het soort ongelooflijke CGI-werk dat op het grote scherm te zien is.

We zijn op de grond op de Game Developers Conference (GDC) in San Francisco deze week met de nieuwste gaming, van mobiele telefoons en consoles tot VR-headsets. Blijf op de hoogte van het laatste nieuws van GDC 2018 tot dusver!

  • Turing zou de naam kunnen zijn van de volgende generatie grafische kaarten van Nvidia