Ray tracing er en avansert form for datamaskin grafikk som simulerer den måten lyset fungerer i det virkelige liv. Det kan skape datamaskin grafikk som ser virkelig fotorealistiske.
I det siste, ray tracing var begrenset til massive datagrafikk prosjekter, slik som Hollywood-CG filmer. Nå er det funnet i PC-spilling og snart, neste generasjon spillkonsoller.
For å forstå hvorfor dette har så mange mennesker glade, vi trenger å sammenligne ray-spores grafikk til mainstream grafikk rendering metoden som er blitt brukt til nå: rasterization.
Rasterization vs Ray Tracing
Moderne real-time computer graphics se fantastisk! Det er vanskelig å forestille seg at det har noe å gjøre med de grunnleggende 3D-grafikk fra tjue eller tretti år siden. Sannheten er at en konsoll som Playstation 1 og gjeldende Playstation 4 bruker de samme grunnleggende metode for rendering av 3D-grafikk og deretter sette det på 2D-skjermen.
Dette er kjent som rasterization. En “raster” er et bilde, vises som et rutenett av piksler, som er nøyaktig hva din vises. Rasterization er prosessen med å konvertere en 3D-scene i et 2D-bilde på en skjerm.
Dette må gjøres, fordi 3D-scene er, vel, 3D. Det har dybde, slik at den virtuelle gjenstander som kan bevege seg forbi hverandre og bli sett på fra alle synsvinkler. I prosessen med rasterization datamaskinen er å finne ut hva som scene ville se ut hvis skjermen var i utgangspunktet et vindu inn i 3D-verden.
I det virkelige liv, en scene som har struktur og belysning, samt form, dybde og størrelse. Siden simulere lys har tradisjonelt tatt mer datakraft enn noen hjemme-pc er i stand til, programmerere har opprettet triks og snarveier for å lage noe som ser ut nær ekte lys, farge og tekstur ved hjelp av denne prosessen av rasterization.
Ray tracing er, på en måte, mye enklere. I stedet for å prøve å bruke en lang liste av triks for å skape en illusjon av ekte fart, den simulerer ekte lys i stedet. Nå når datamaskinen har for å finne ut hva som scene ville se ut som sett gjennom “vinduet” på skjermen, det bare går ray tracing simulering, og det hele fungerer ut.
I den virkelige verden, den stråler av lys inn i øyet ditt har prellet av alt annet du ser på før du når din retinas. Ray tracing oppnår samme resultat på en mer effektiv måte. Den gjør dette ved å skyte simulert “stråler” av lys fra “kamera”, og lar den sprette rundt i den virtuelle scene, plukker opp fargen og lysstyrken informasjon på den måten. Skjermen representerer den virtuelle øye, så kan du se en virkelig realistisk virtuell verden.
Ved hjelp av ray tracing, er en enkel teknikk som skaper objekter, refleksjoner, skygger og andre elementer i en scene som ser ekte. At realisme skjer naturlig som et resultat av simulering, ingen triks eller snarveier nødvendig!
Der Hvor Å Oppleve Ray Tracing
Hvis du ønsker å se ray tracing i aksjon, alt du trenger å gjøre er å se alle moderne film som bruker datagenerert grafikk. Hvis du ser en CG film som Toy Story 4, alt du ser er et produkt av ray tracing.
Hvis du ønsker å utforske et interaktivt ray-spores verden, det er i dag eneste spillet i byen. Den RTX-serien til Nvidia Gpu-er, sammen med tv-spill og apper som støtter denne teknologien. Du kan kjøre noen ray-tracing programmer med ikke-RTX maskinvare, men du vil ikke få god ytelse. Pass på å sjekke ut vår artikkel om de beste spillene som viser frem RTX maskinvare.
Problemet er at RTX maskinvare er fortsatt ganske dyrt. Men den kommende generasjonen av spillkonsoller har en form for ray-tracing støtte. Noe som betyr at mainstream gaming verden kan hjelpe slå ray-tracing inn i den neste store gaming teknologi. Likevel, hvis ray-tracing er så vanskelig å gjøre i sanntid, og hvordan disse nye Gpu-er, klarer det?
Hvordan Er Ekte Tid Ray Tracing Oppnådd?
Enhver datamaskin som kan gjøre en 3D-scene med ray tracing. Folk som jobber med 3D rendering pakker har gjort det i mange år. Noen moderne CPU kan utføre den faktiske beregninger som er nødvendig for å spore banen til lys rundt scenen.
Imidlertid, moderne Cpu-og Gpu-er ikke kan hente ut disse tallene raskt nok til å generere et bilde i sanntid. For eksempel, den massive datamaskinen gårder som brukes til å lage filmer som Monsters Inc eller Toy Story ta timer for å gi et enkelt bilde av det endelige produktet.
Moderne tv-spill, derimot, trenger å generere minst tretti bilder av bilder hvert sekund for å bli betraktet som spilles av, med gullstandarden for tiden ligger rundt 60 bilder per sekund mark.
Så hvordan kan Gpu-er, for eksempel Nvidia RTX serien klarer å bruke-ray-tracing metode til spillbare bildefrekvens? Svaret er at de ikke bruker ray tracing for alt. I hvert fall ikke i moderne titler.
Trikset er å kombinere tradisjonell grafikk med selektiv ray-tracing. Den RTX kortene har dedikert ray-tracing maskinvare som ligger langs en mer tradisjonell GPU. På denne måten, ray-tracing kan brukes til å kompensere for noen av svakhetene i tradisjonell grafikk maskinvare.
Det er spill du kan spille med en RTX-kort som er helt ray-spores. Det beste eksemplet er Quake II RTX. Dette er en flere tiår gammel video spill som er enkelt nok til at full real-time ray-tracing er mulig. Når det kommer til å bruke ren ray-tracing til gjeldende video spill men, det vil fortsatt ta mange år før slike maskinvare blir mainstream.
Er Ray Tracing Fremtiden?
Det korte svaret er ja, ray tracing er fremtiden. Det lengre svaret er at så maskinvare som gjør real-time ray tracing mulig blir billigere, vil vi trolig se det erstatte tradisjonelle gjengivelse litt etter litt. Hvis ray-spores grafikk blitt en normal del av den nye konsollen generasjon, vil det være ingen vei tilbake.
Utviklere kan trygt inkluderer ray-tracing funksjoner i sine titler, fordi alle populære plattformer vil støtte det. Siden ray-spores grafikken er førsteklasses, stjernene virkelig er å justere for ankomst av ray-tracing på rimelig maskinvare. Noe som betyr at sann fotorealisme kan endelig være her.
Den andre store tegn på at ray-tracing vil bli en mainstream rendering metoden er slik det er nå blir inkludert i det vanlige verktøy som utviklere kan bruke til å lage tv-spill og andre 3D-programmer. Med andre ord, det er ikke lenger nødvendig for utviklere å finne opp sine egne ray-tracing løsninger.
Populære grafikk motorer som Unreal Engine 4 eller Frostskader inkluderer nå støtte for RTX maskinvare-akselerert ray-tracing. Gjør det mye mer sannsynlig at utviklere vil inkludere det som et alternativ for deres titler.
Skal Du Kjøpe Inn Ray Tracing Nå?
På tidspunktet for skriving, er vi fortsatt på den første generasjon av ray-tracing maskinvare. Mens prisene har kommet ned, ytelse er fortsatt ganske middelmådig. Dersom du er en hardcore, tidlig ute da det er mye å like med ray-tracing på PC-en.
Hvis du ikke er villig til å bruke hundrevis eller tusenvis av dollar som tidlig ute, det er bedre å investere i neste generasjon av mainstream-konsoller som lover å har teknologien, eller vente på etterfølgeren til RTX 20-serien kort.