Ако играете редовно видеоигри или ако сте гледали някой от анимационните филми на Pixar или Disney от последните няколко години, вече сте виждали проследяване на лъчите в действие, без да осъзнавате.
Терминът създаде значителен шум в игралната индустрия през последните две години или нещо повече и се рекламира като бъдещето на графиката в игрите. И така, какво е проследяване на лъчи, как работи и защо е толкова важно?
Какво е проследяване на лъчи?
Проследяването на лъчи е метод за графично изобразяване, който използва алгоритми за изчисляване на мястото, където светлината и сенките трябва да бъдат във видео игрите.
Ето къде науката за началното училище е полезна: погледнете халба. Когато погледнете чашата, светлината отскача от чашата директно в окото ви и мозъкът ви разбира, че обектът, който седи пред вас, е халба. Сега, от чашата, преместете очите си, за да намерите източника на светлина във вашата стая. Това е проследяване на лъчи.
В 3D видеоигрите, които имаме сега, алгоритъмът за проследяване на лъчи започва с гледната точка на играча и има за цел да „проследи“, да идентифицира и да очертае светлината, цветовете и сенките на множество обекти на екрана.
В резултат на това графиките, произведени чрез проследяване на лъчи, са по-гладки около краищата и по-реалистични.
Преди проследяване на лъчи
Ако искате да знаете как са изглеждали движещи се изображения преди проследяването на лъчите, просто погледнете видеоигрите, създадени в началото на 2000-те, и ги сравнете със заглавията на AAA за видеоигри на пазара в момента.
Традиционната компютърна графика използва метод, наречен растеризация, при който концепцията и графиката на 3D светлинните източници се преобразуват в 2D повърхност. 3D полигоните се преобразуват в 2D пиксели и това не винаги върви добре, защото по същество принуждавате сложен обект с много повърхности върху равна повърхност.
На всичкото отгоре традиционните компютри просто не бяха достатъчно бързи, за да се справят с интензивността на видео игрите. Въпреки че са направени много подобрения в растеризацията, когато става въпрос за представяне на интензивна игра за стрелба от първо лице, например, тя не достига в сравнение с проследяването на лъчи.
Как работи проследяването на лъчи
Проследяването на лъчи звучи просто и вълнуващо като концепция, но това не е лесна техника. И така, как работи проследяването на лъчите?
Проследяването на лъчите изпълнява процес, наречен „обезшумяване“, където неговият алгоритъм, започвайки от камерата - вашата гледна точка - проследява и определя най-важните нюанси на светлината и сенките. Използвайки машинно обучение, той „запълва пропуските“, за да формира фотореалистичен образ.
И така, колкото по-ярка е сцената във видео игра, толкова по-високо е качеството на графиката и колкото по-високо е качеството, толкова по-скъпо е. Това ни води до причината за късното пристигане на проследяването на лъчи в индустрията за видеоигри.
Защо проследяването на лъчите беше избягвано толкова дълго?
Трябва да знаете, че проследяването на лъчите също не е нова техника. Холивуд използва проследяване на лъчи много преди технологията да навлезе в индустрията на видеоигрите. Филмът на Pixar от 2013 г., Monsters University, всъщност е първият анимационен филм, който използва технология за проследяване на лъчи за всяко осветление и засенчване. И така, защо проследяването на лъчите се превърна във видео игри толкова късно?
Първо, от гледна точка на механика, самото проследяване на лъчите е изчислително изискващо. Прилагането на технология за проследяване на лъчи върху стандартен 90-минутен екшън филм с 24 кадъра в секунда вече отнема изключително много време. Аниматорите могат да прекарат дни или седмици само на една сцена, така че просто си представете колко по-интензивно е проследяването на лъчите да се извършва на стандартна видео игра, която работи 60 кадъра в секунда. Това беше просто непрактично.
На следващо място, както беше споменато по-горе, проследяването на лъчите е скъпо. Освен факта, че отнема много време, скъпият бюджет е причината, поради която в Холивуд винаги само мега филмови компании, които могат да си позволят проследяване на лъчи. Университетът за чудовища на Pixar’s струва 200 милиона долара, както и историята на играчките 4, която беше пусната през 2019 г.
Докато съвременните графични карти с поддръжка за проследяване на лъчи в реално време варират от 400 до 3000 долара.
Когато се използва проследяване на лъчи
Проследяването на лъчи се използва почти навсякъде във видео игра, но особено в изрязани сцени. Забелязвали ли сте защо вашият герой изглежда по-реалистичен и изтънчен по време на сцени с изрязани видеоигри? Това е проследяване на лъчите в действие. 2019 hit AAA заглавие Control е най-добрият пример за успешно проследяване на лъчи във видео игра.
Извън видеоигрите проследяването на лъчи също се използва в много индустрии. В архитектурата проследяването на лъчи е вградено в софтуерни приложения за 3D моделиране на сграда. Това прави представата на архитект за сграден дизайн по-реалистична от ръчно нарисуваните концептуални скици, а светлината за моделиране е по-точна. В инженерството проследяването на лъчи също се използва за подобна цел.
Разработчици на игри и проследяване на лъчи
След придобиването на компанията за проследяване на лъчи RayScale през 2008 г., Nvidia стана първата в индустрията, която пусна комерсиално проследяването на лъчи. През 2018 г. представи своите потребителски графични карти от серията GeForce RTX. Оттогава големите разработчици на игри се присъединяват към играта за проследяване на лъчи, един по един.
През 2019 г. Epic Games and Utility Technologies обявиха, че техните подписващи хардуерни двигатели вече предлагат естествена поддръжка за проследяване на лъчи. През 2018 г. Microsoft интегрира проследяването на лъчи в DirectX 12, неговия ключов софтуер за мултимедия и програмиране на игри за Xbox One. В началото на 2020 г. технологичният титан представи DirectX 12 Ultimate, надстройка до DirectX 12.
Ако искате да научите повече за проследяването на лъчи, разгледайте нашето сравнение с най-новите продукти на GeForce RTX на Nvidia. Ако сте потребител на Linux, проверете как различни графични процесори от Nvidia и AMD се натрупват в Linux.
Гигантският графичен чип Nvidia изглежда ще доминира на пазара на графични процесори с новата си гама от AMD-побеждаващи 30-Series GFX карти.
Проследяването на лъчи ще оформи бъдещето на игрите
По същество това, което обещава проследяването на лъчи, е висококачествено визуално изживяване за максимално удоволствие. Проследяването на лъчи във видеоигрите все още е в много ранен етап, но навлизането му на пазара бележи обещаващо бъдеще за индустрията за милиарди долари.
Бюджетните графични карти са много способни в наши дни. Ето най-добрите бюджетни графични карти, които ще ви позволят да играете евтино.
- Игри
- Обяснени технологии
- AMD процесор
- Графична карта
- Nvidia
Понастоящем се намира в Мелбърн, Австралия, Jie Yee има опит в писането за австралийския пазар на недвижими имоти и технологичната сцена в Югоизточна Азия, както и провеждане на изследвания за бизнес разузнаване в по-широката Азия и Тихия океан регион.
Абонирайте се за нашия бюлетин
Присъединете се към нашия бюлетин за технически съвети, рецензии, безплатни електронни книги и ексклузивни оферти!
Още една стъпка…!
Моля, потвърдете имейл адреса си в имейла, който току-що ви изпратихме.
