Če redno igrate videoigre ali če ste v zadnjih nekaj letih gledali katerega od Pixarjevih ali Disneyevih animiranih filmov, ste že videli sledenje žarkom v akciji, ne da bi se zavedli.
Izraz je v zadnjih dveh letih ustvaril pomemben odmev v igralniški industriji in velja za prihodnost grafike v igrah. Kaj je torej sledenje žarkom, kako deluje in zakaj je tako pomembno?
Kaj je sledenje žarkom?
Trasiranje žarkov je metoda upodabljanja grafike, ki z algoritmi izračuna, kje naj bi bile svetlobe in sence v video igrah.
Tu je prirodoslovje v osnovni šoli priročno: poglejte vrček. Ko pogledate vrček, se od vrčka svetloba odbije neposredno v vaše oko in možgani razumejo, da je predmet, ki sedi pred vami, vrček. Zdaj pa iz vrčka premaknite oči in poiščite vir svetlobe v svoji sobi. To je sledenje žarkom.
V 3D video igrah, ki jih imamo zdaj, se algoritem za sledenje žarkom začne z vidika igralca in se loti "sledenja", prepoznavanja in preslikave svetlobe, barv in senc več predmetov na zaslonu.
Zaradi tega so grafike, ustvarjene s sledenjem žarkov, gladkejše po robovih in bolj realistične.
Pred Ray Tracing
Če želite vedeti, kako so izgledale gibljive slike pred sledenjem žarkom, si oglejte videoigre, narejene v zgodnjih 2000-ih, in jih primerjajte z naslovi video iger AAA na trgu zdaj.
Tradicionalna računalniška grafika uporablja metodo, imenovano rastrizacija, pri kateri se koncept in načrtovanje 3D svetlobnih virov pretvori na 2D površino. 3D-poligoni se pretvorijo v 2D slikovne pike in to ne gre vedno dobro, ker v bistvu sili kompleksni predmet z veliko površin na ravno površino.
Poleg tega tradicionalni računalniki preprosto niso bili dovolj hitri, da bi sledili intenzivnosti video iger. Čeprav so bile na področju rastrizacije narejene številne izboljšave, na primer pri predstavitvi intenzivne igre strelec v prvi osebi ta v primerjavi s sledenjem žarkom ni dovolj.
Kako deluje sledenje žarkom
Sledenje žarkom se sliši preprosto in vznemirljivo kot koncept, vendar to ni enostavna tehnika. Torej, kako deluje sledenje žarkom?
Sledenje žarkov izvaja postopek, imenovan "odvzem zvoka", kjer njegov algoritem, začenši s fotoaparata - vaše stališče - zasledi in določi najpomembnejše odtenke svetlobe in senc. S pomočjo strojnega učenja "zapolni vrzeli" in oblikuje fotorealistično podobo.
Torej, svetlejši je prizor v videoigri, višja je kakovost grafike in višja je kakovost, dražja je. To nas pripelje do razloga za poznim prihodom ray tracinga v industrijo video iger.
Zakaj se je tako dolgo izogibalo sledenju žarkom?
Vedeti morate, da tudi sledenje žarkom ni nova tehnika. Hollywood uporablja sledenje žarkom že dolgo, preden se je tehnologija prebila v industrijo video iger. Pixarjev film iz leta 2013, Monsters University, je bil pravzaprav prvi animirani film, ki je uporabljal tehnologijo sledenja žarkom za vso osvetlitev in senčenje. Zakaj je torej sledenje žarkom tako pozno prišlo do video iger?
Prvič, kar zadeva mehaniko, je samo sledenje žarkom računsko zahtevno. Uporaba tehnologije sledenja žarkov na običajnem 90-minutnem akcijskem filmu s 24 sličicami na sekundo je že zelo zamudna. Animatorji lahko preživijo dneve ali tedne na samo enem prizoru, zato si samo predstavljajte, kako bolj intenzivno je sledenje žarkom v standardni videoigri, ki deluje 60 sličic na sekundo. Bilo je preprosto nepraktično.
Nato je, kot že omenjeno, sledenje žarkom drago. Poleg tega, da je zamuden, je drag proračun tudi razlog, da so si vedno lahko le megaprodukcijska podjetja v Hollywoodu privoščila sledenje žarkom. Pixarjeva univerza Monsters je stala 200 milijonov dolarjev, prav tako Toy Story 4, ki je izšla leta 2019.
Medtem ko se sodobne grafične kartice s podporo za sledenje žarkom v realnem času gibljejo med 400 in 3000 USD.
Ko se uporablja sledenje žarkom
Sledenje žarkov se v video igrah uporablja skoraj povsod, zlasti v izrezanih prizorih. Ste že kdaj opazili, zakaj je vaš lik videti bolj realističen in prefinjen med izrezanimi prizori video iger? To je sledenje žarkom v akciji. Hit 2019 naslov AAA Control je najboljši primer uspešnega sledenja žarkom v videoigri.
Zunaj video iger se sledenje žark uporablja tudi v številnih panogah. V arhitekturi je sledenje žarkom vgrajeno v programske aplikacije za 3D modeliranje stavbe. Zaradi tega si zamisli arhitekta o zasnovi stavbe bolj realistično kot ročno narisane konceptualne skice, lučka za modeliranje pa je natančnejša. V inženirstvu se za podoben namen uporablja tudi sledenje žarkom.
Razvijalci iger in sledenje Rayu
Po nakupu podjetja RayScale za sledenje žarkom leta 2008 je Nvidia postala prva v industriji, ki je komercialno lansirala sledenje žarkom. Leta 2018 je potrošnikom predstavil svoje grafične kartice serije GeForce RTX. Od takrat so se razvijalci iger velikih imen pridružili igri za sledenje žarkom.
Leta 2019 so Epic Games and Utility Technologies objavili, da njihovi strojni mehanizmi s podpisom zdaj ponujajo izvorno podporo za sledenje žarkom. Leta 2018 je Microsoft integriral sledenje žarkom v DirectX 12, svojo ključno multimedijsko in programsko opremo za programiranje iger za Xbox One. V začetku leta 2020 je tehnološki titan predstavil DirectX 12 Ultimate, nadgradnjo na DirectX 12.
Če želite izvedeti več o sledenju žarkom, si oglejte naša primerjava Nvidijinih najnovejših izdelkov GeForce RTX. Če uporabljate Linux, preverite, kako različni grafični procesorji od Nvidie in AMD-a se nalagajo na Linux.
Zdi se, da bo velikan grafičnih čipov Nvidia prevladoval na trgu grafičnih procesorjev s svojo novo paleto kartic GFX serije 30, ki bijejo AMD.
Ray Tracing bo oblikoval prihodnost iger na srečo
V bistvu tisto, kar sledenje žarkom obljublja, je visokokakovostna vizualna izkušnja za maksimalno uživanje. Sledenje žarkom v video igrah je še vedno v zgodnji fazi, vendar njegov vstop na trg pomeni obetavno prihodnost milijarde dolarjev vredne industrije.
Proračunske grafične kartice so danes zelo sposobne. Tu so najboljše proračunske grafične kartice, ki vam bodo omogočile poceni igranje.
- Igre
- Pojasnjena tehnologija
- AMD procesor
- Grafične kartice
- Nvidia
Trenutno ima Jie Yee sedež v Melbournu v Avstraliji in ima izkušnje s pisanjem o avstralskem trgu nepremičnin in tehnološko sceno jugovzhodne Azije ter izvajanje raziskav poslovne inteligence v širšem azijsko-pacifiškem območju regiji.
Naročite se na naše novice
Pridružite se našemu glasilu za tehnične nasvete, preglede, brezplačne e-knjige in ekskluzivne ponudbe!
Še en korak…!
Potrdite svoj e-poštni naslov v e-poštnem sporočilu, ki smo vam ga pravkar poslali.
