Шта је праћење зрака?

Праћење зрака је техника за рендеринг компјутерска графика која креира слику праћењем путање зрака кроз сцену. Зраци могу да ступају у интеракцију са објектима у сцени, одбијајући се од њих и добијајући својства, као што је боја.

Праћење зрака: основе

Праћење зрака опонаша осветљење у стварном свету. Светлост коју видимо је резултат фотона емитованих из извора енергије, попут сунца. Фотони могу да се одбијају и расипају док се сударају са објектима. Огледало је све што вам треба да видите ово на делу. Светлост која удара у огледало ствара одраз.

Праћење зрака симулира ово. Број праћених зрака је мали у поређењу са стварним светом, где се милиони фотона одбијају кроз наше видно поље. Модерне игре прате негде између једног и четири зрака по пикселу. Ипак, то је довољно да се симулира стварни свет.

Праћење путање зрака му такође омогућава интеракцију са светом игре. На зрак који се одбија од црвеног објекта може утицати та боја, бацајући црвени сјај у близини. Зраци се могу распршити на различите начине на основу особина које уметници игре дају објектима, омогућавајући реалистичне полурефлектујуће или грубе површине.

Праћење зрака је значајан корак напред за 3Д графику. Ствара реалистичну слику симулацијом путање зрака док се крећу кроз игру. Ово доводи до осветљења које може да ступи у интеракцију са окружењем чак и када окружење није видљиво играчу. Праћење зрака не захтева наменски изграђен хардвер да би функционисао, али је практично само на видео картици или конзоли за игре које може да убрза праћење зрака јер је веома захтевно.

Раи Трацинг вс. Растеризација (или, 3Д графика какву сте знали)

Можда ћете и даље бити збуњени чак и ако разумете ово објашњење. Рефлексије су биле присутне у прошлим играма, чак и онима сада старим неколико деценија. Како се праћење зрака разликује?

Претходне 3Д игре и већина модерних игара користе растеризацију. Растеризација комбинује елементе 3Д света игре који су видљиви играчу у 2Д слику. Он приказује само оно што би требало да буде видљиво играчу, јер је свака изведба која се користи за генерисање онога што играч не може да види протраћена. Међутим, ово ствара проблем.

Вратимо се на пример огледала. Играчово окружење и лик играча нису видљиви играчу (барем у игри из првог лица). Са растеризацијом, нема шта да се огледа у огледалу.

Наравно, огледала постоје у модерним играма. Они приказују сцену два пута. Један пас је из играчеве тачке гледишта, док је други из друге перспективе. Међутим, то удвостручује перформансе потребне за приказивање сцене.

Одрази у простору на екрану, техника у популарним 3Д машинама игара, користе податке на екрану за креирање рефлексије. Ова техника је идеална за рефлектујуће површине под углом у односу на перспективу играча, као што је вода. Међутим, рефлектовани објекти нестају ако се рефлектована ставка помери са екрана.

Праћење зрака не дели ове проблеме јер, за разлику од растеризације, може да се прати изван перспективе играча.

Такође, у играма које дозвољавају зрацима да ступе у интеракцију са површинама, праћење зрака може да прикаже реалистично крварење боја и полурефлектујуће површине које је тешко руковати растеризацијом.

Који хардвер захтева праћење зрака?

Праћење зрака није нова идеја. Рачунарски научници су експериментисали са праћењем зрака почетком 1980-их, стварајући статичне слике са реалистичним осветљењем, рефлексијама и сенкама. Нажалост, требало им је сатима да се изведу.

Видео игрици је потребно праћење зрака у реалном времену при 30 сличица у секунди или више. То је могуће само са видео картицом дизајнираном да убрза праћење зрака.

Нвидијино праћење РТКС зрака ослања се на силицијум који се зове Тенсор Цоре. Тенсор језгра се налазе само у РТКС видео картицама. Нвидијине ГТКС картице могу да рендерују игру користећи праћење зрака јер, као што је речено, праћење зрака не захтева наменски направљен силицијум. Међутим, перформансе су страшне у поређењу са РТКС картицама. И неке игре, као Минецрафт са праћењем РТКС зрака, захтевају РТКС видео картицу због специфичног начина на који омогућавају праћење зрака.

АМД картице које убрзавају праћење зрака немају посебан бренд и немају наменски силицијум. Уместо тога, они користе хардверска подешавања и ажурирања софтвера за боље резултате. Теже је идентификовати АМД картице које убрзавају праћење зрака, па обратите пажњу на детаље.

Сони ПлаиСтатион 5 и Ксбок Сериес Кс и С имају графички хардвер из АМД-а који може убрзати праћење зрака. Међутим, на програмерима је да то омогуће, а многе игре то не чине. Значајан пример је Циберпунк 2077, који је подржавао РТКС праћење зрака на рачунару при лансирању, али није подржавао праћење зрака на конзолама следеће генерације. Ова функција је обећана за конзоле следеће генерације у будућој закрпи.