Co to jest antyaliasing i DLSS? – czyli o ustawieniach graficznych w grach wideo

Ray Tracing – nowy wymiar generowania grafiki w grach wideo

Cóż.. przewijający się w artykule ray tracing musiał otrzymać osobny rozdział. Technika renderowania obrazu weszła do gier stosunkowo niedawno, a wszystko to za sprawą NVIDII i jej kart graficznych z rodziny RTX. Śledzenie promieni nie jest techniką nową, bo wykorzystywana jest w przemyśle filmowym od wielu, wielu lat. Ray tracing pozbywa się bolączek wielu efektów rasteryzacji i choć wymaga naprawdę mocnych kart graficznych, jakość obrazu stawiana jest w tym wypadku na pierwszym miejscu. W grach wideo możemy spotkać kilka efektów, z których największą furorę zrobiły odbicia ekranu.

Przy odbiciach korzystaliśmy i nadal korzystamy z efektu przetwarzania końcowego – odbić przestrzeni ekranu (ang. Screen Space Reflections), a śledzenie promieni podmienia lub dodaje kolejne odbicia w sposób, który jest nieosiągalny dla SSR. Przede wszystkim pozbywa się błędów w odbiciach, a sam algorytm, w przeciwieństwie do SSR właśnie, potrafi wyliczać scenę na podstawie obiektów znajdujących się poza kamerą. Jeśli w odbiciach przestrzeni ekranu obiekt wyjdzie poza kadr, jego odbicie nie będzie generowane, ponieważ na ekranie nie znajduje się już taka informacja – a to jest w tym wypadku wymogiem. Zarówno ray tracing odbić jak i SSR, wymagają stosowania bardzo wydajnych kart graficznych. Wcześniej, by zachować odpowiednią wydajność, twórcy posiłkowali się szczątkowymi informacjami w SSR, a więc odbicia nie były tak realistyczne czy nawet poprawne jak w wypadku śledzenia promieni.

Kolejnym efektem jest cieniowanie za pomocą śledzenia promieni. Pisaliśmy o tym już wcześniej (patrz: zakładka cieniowanie), ale powtórzmy. Ray tracing potrafi sprawnie wyliczyć natężenie i odległość światła od obiektu, a następnie wygenerować cień, który ma poprawne parametry – cień twardy przy blisko źródła światła i miękki na krawędziach lub w oddali (umbra i penumbra). Najważniejszym efektem w śledzeniu promieni jest jednak oświetlenie. Dodanie realistycznego, globalnego oświetlenia w Cyberpunk 2077, całkowicie zmieniło scenę wynikową. Obiekty zaczęły w końcu rzucać swoją barwę na inne obok, a całość dopełnia szczegółowe cieniowanie. Z tym samym mamy do czynienia w Metro Exodus: Enhanced Edition.

Do pełnego ray tracingu w grach nam jeszcze bardzo daleko i dlatego stosowany jest cząstkowy efekt. W filmach generując daną klatkę, można stworzyć idealnie wyglądające obrazy tylko dlatego, że twórcy mają na to odpowiednią ilość godzin. Tak, jedna ramka obrazowa może być renderowana przez kilka godzin. Kompletnie inaczej dzieje się w grach komputerowych, gdzie na jedną sekundę gracze chcą uzyskać 60 klatek, a czasem nawet i więcej. Powoduje to zatem pewien dysonans. Gracze chcą otrzymać realistyczną grafikę, która będzie wystarczająco szybko generowana. Czy kiedykolwiek przejdziemy na pełen ray tracing? Tego nie wiadomo, ale wrócimy do tematu za 10 lat i porównamy z tym, co mamy dziś.