Mi az a ray tracing?
Amikor az NVIDIA 2018 második felében bemutatta a GeForce RTX 20 videókártyák úttörő generációját, lényegében véve a sugárkövetési technológia létezésére hívta fel a figyelmet. Miért nem használják már régóta a játékokban? Valóban forradalmi megoldás a számítógépes grafika területén? Milyen hardvert igényel?
Mi az a ray tracing? - TARTALOM
- Mi az a ray tracing?
- A ray tracing előnyei – kellhet ez nekem?
- Hogyan lehet bekapcsolni a sugárkövetést?
- A ray tracing hatása a teljesítményre
- Ray tracing - NVIDIA videókártyák
- Ray tracing - AMD videókártyák
- Hogyan kapcsolódik a DLSS a sugárkövetéshez?
Mi az a ray tracing?
A ray tracing egy kifinomult technológia, mely a megfigyelő helyzetén alapuló valós idejű sugárkövetés módszerét használja a kép kiszámításához. Ennek köszönhetően rendkívül hű szimulációt valósít meg, a fizika törvényeinek megfelelő visszaverődéseket, fénytörést és általános megvilágítást jelenít meg. A számítógépes grafika területén már hosszú évek óta váratott magára a nagy előrelépés. Az áttörést az NVIDIA Turing architektúra megjelenése hozta magával, amely elsőként kapott a ray tracing számítások elvégzésére hivatott speciális egységeket.
Történelmi megvilágításból azonban a ray tracing nem számít újdonságnak, viszont eddig csak olyan területeken használták, ahol a renderelt képek elkészültére sokat kellett várni - például állóképek esetén vagy filmtrükkök részeként. A számítógépes grafika szempontjából olyan hardver feltalálásra volt szükség, amely képes valós időben figyelemmel követni a fény sugarait.
Az NVIDIA a már említett Turing architektúrával állt elő, amely a raszterizációval párhuzamosan figyelembe veszi mind az RT magokat, mind a sugárkövetést. A végeredmény minőségét tovább javítja az egyre elterjedtebb mesterséges intelligencia alkalmazása.
Ezen a ponton azt is meg kell említenünk, hogy ray tracing nincs benne automatikusan minden játékban, a játékfejlesztőn múlik, hogy elérhetővé teszi-e a funkciót, de a régebbi játékokban jellemzően nem áll rendelkezésre. A nagy érdeklődéssel várt játékok esetében többnyire már a megjelenés napján aktív a ray tracing támogatás, vagy pedig néhány héttel később kerül be a játékba egy frissítés formájában.
A ray tracing előnyei – kellhet ez nekem?
A magas szintű PC gaming élmény egyik legfontosabb szimbóluma a lehető legjobb grafika elérése. A ray tracing technológiának köszönhetően a jelenetek reálisabbnak tűnnek - például a vizes jeleneteknél vagy robbanások közben. Ha szereted az adrenalint és az ijesztő jeleneteket, jobb, ha tudod, hogy az árnyékok realisztikus megjelenítésének köszönhetően még egy olyan jelentéktelennek tűnő dolog is, mint egy lámpa meggyújtása, képes igazi horror élményt varázsolni köréd.
A leggyakoribb ray tracing effektek áttekintése:
- Sugárkövető visszaverődések – a fény visszaverődésének reprodukálása a fényes és fémes felületeken. Beleértve a természetes finom tükröződést az üvegfelületeken és az élesebb tükröződést a polírozott fémfelületeken.
- Sugárkövető árnyékok – hűen modellezi az árnyékvetülést számos felületen, miközben feljavítja a felület részleteit, az érintkezési területeket és kiküszöböli az árnyékképzéshez használt hagyományos technikákkal kapcsolatos problémákat.
- Sugárkövető globális világítás – jelentősen pontosabban számítja ki a megvilágítást. A játékkörnyezetre, a játékosokra és karakterekre vetülő fény eddig soha nem látott részleteket, hűséget és élességet tár fel.
- Sugárkövető környezeti elzáródás – a különböző tárgyak és felületek találkozásakor a fény elzáródik és finom árnyékok keletkeznek, amelyek még a felületek legapróbb részleteit is kiemelik.
Hogyan lehet bekapcsolni a sugárkövetést?
Magától értetődő, hogy ha rendelkezésedre áll a megfelelő hardver, akkor ki is szeretnéd próbálni a ray tracing funkciót. Természetesen először ellenőrizned kell, hogy az adott játék egyáltalán támogatja-e a sugárkövetést (az nvidia.com webhelyen nézhetsz utána). Ezután csak annyit kell tenned, hogy megkeresed a grafikai beállítások menüben és kiválasztod a kívánt ray tracing szintek egyikét. Általában három szint áll rendelkezésre - minimum, magas és ultra. A kiválasztott üzemmóddal párhuzamosan természetesen növekszik a HW komplexitás is. Például a nagy népszerűségnek örvendő Cyberpunk 2077 esetében RTX 2060 videókártyával Full HD felbontás mellett csak a minimális ray tracing szint engedélyezése az ajánlott. A maximális szinthez már célszerű beszerezni egy RTX 3080 videókártyát, ami anyagi szempontból nézve elég nagy különbség.
Ha azonban nem szeretnél manuálisan belenyúlni a specifikus grafikai beállításokba, javasoljuk a GeForce Experience alkalmazás használatát, mely az illesztőprogram telepítőcsomagjának részét képezi. A GeForce Experience kiküszöböli a számítógépes játékokkal kapcsolatban felmerülő problémákat, mivel a játék grafikáját pontosan az általad használt hardverre optimalizálja. Az NVIDIA kiaknázza a felhőalapú adatközpont használatában rejlő lehetőséget - több ezer számítógépes hardverkonfigurációt tesztel, így mindig megtalálja a teljesítmény és a képminőség közti legjobb egyensúlyt. Ezután automatikusan konfigurálja a személyre szabott grafikai beállításokat a számítógép videókártyája, processzora és monitorja alapján.
A ray tracing hatása a teljesítményre
Természetesen, ahogy a játékok grafikája évről-évre egyre jobb és jobb, a hardverösszeállítással szembeni követelmények is egyre nagyobbak. Azzal egyidőben, hogy bekapcsolod a ray tracing funkciót egy modern játékban, a képkockasebesség (FPS) is lecsökken. Már az 50%-os szint is azt eredményezheti, hogy a képkockasebesség leesik 30 FPS körüli értékre, így a játék már nem igazán játszható. Erre kínál megoldást az NVIDIA a ray tracing mellé a DLSS technológiával. Egyszerűen fogalmazva, a játék képkockáit alacsonyabb felbontásban számítja ki, majd képzett mesterséges intelligencia segítségével átalakítja azt a kívánt felbontásra.
Az AMD esetében a ray tracing funkciót a Radeon RX 6000 sorozat legújabb videókártyáival próbálhatod ki, de előre le kell szögeznünk, hogy az AMD e tekintetben messze elmarad versenytársától. Ha komolyabb szándékaid vannak a ray tracing technológiáit illetően, erre a célra nem tudjuk számodra tiszta lelkiismerettel ajánlani az AMD videókártyáit.
Ray tracing - NVIDIA videókártyák
Már említettük, hogy bár a ray tracing technológia már régóta velünk van, a számítógépes játékok területére való bevezetését az NVIDIA indította el 2018-ban. El kell ismernünk, hogy három év kemény munkája meghozta a gyümölcsét. Ma már egyre több és több játék kap ray tracing támogatást. Egy felső kategóriás játék esetében már nehéz lenne elképzelni a ray tracing támogatás hiányát. Az NVIDIA értékesítői hálózatának és a játékfejlesztőkkel való szoros kapcsolatának köszönhetően a ray tracing szabvánnyá nőtte ki magát a játékgrafika területén.
Ray tracing - AMD videókártyák
Az AMD jelenlegi piaci részesedése az eladott videókártyák területén 16%-os. Az AMD jellemzően alacsonyabb áron kínál gyengébb teljesítményű GPU-kat. Ebből a szempontból talán érthető is, hogy eddig miért nem vágott bele nagyobb volumenű ray tracing technológiával kapcsolatos fejlesztésekbe. Az utóbbi időben azonban igyekszik az AMD is felvenni a versenyt, hiszen a legújabb videókártyái helyet kapnak mind a PlayStation 5, mind az új Xbox Series X/S konzolokban is.
Az engedélyezett ray tracing beállításokkal működtetett AMD videókártyák teljesítménye lényegesen alacsonyabb, mint a hasonló konfigurációval működtetett NVIDIA kártyáké. Ezért válaszul az NVIDIA DLSS technológiájára, az AMD 2021 nyarán hivatalosan is útjára bocsátotta a FidelityFX Super Resolution-t, mely csakúgy, mint a DLSS, megnöveli a képkockasebességet azáltal, hogy átméretezi a képet alacsonyabbról nagyobb felbontásra. Érdekes azonban, hogy a FidelityFX Super Resolution funkció nemcsak az AMD videókártyáival használható (még a régebbi Radeon RX 460 is támogatott), hanem az NVIDIA chipjeihez is.
Ebben az esetben is kiemelt szerepet kap a játékfejlesztőkkel történő szoros együttműködés, hiszen ők azok, akik beépítik a játékokba az ilyen és ehhez hasonló technológiai újításokat. A támogatottság egyelőre még alacsony, de a helyzet gyorsan meg fog változni az új generációs játékkonzolok több tízmilliós eladottságát követően.
Hogyan kapcsolódik a DLSS a sugárkövetéshez?
Még ha azon kiváltságosak közé is tartozol, akik egy felső kategóriás GeForce RTX 3080 videókártyát tudhatnak magukénak, aktív ray tracing esetén nagy valószínűséggel nálad is be lesz kapcsolva a DLSS. A Deep Learning Super Sampling a kulcsa a képkockasebesség fokozatos növelésének, miközben a grafikai részletesség magas szinten marad.
Ha egy kicsit mélyebben is be szeretnénk nézni a DLSS motorháztetője alá, rendkívül bonyolult technológiával találnánk magunkat szembe, mely világszerte több ezer fejlesztőt, matematikust és tudóst érint. Az NGX neurális grafikus keretrendszer több tízezer gyönyörű, nagy felbontású, 16K felbontású képpel (akár 64-szer több képpont, mint a Full HD felbontás) képezi a neurális hálózatot, melyeket egy szuperszámítógép renderel nagyon alacsony képkockasebességgel. A sok-sok órás képzésből származó ismeretek alapján a hálózat ezt követően képes gyönyörű, nagy felbontású képeket készíteni alacsonyabb felbontású bemeneti adatok alapján. Ennek eredményeként a kiszámított kép gyakran jobb, mint a natív.
Sajnos ez még nem egy olyan általános mesterséges intelligencia, amely minden játék esetében alkalmazható. Az azonban jól látható, hogy a DLSS technológia a három éves létezése alatt óriási fejlődésen ment át, mely mindenképpen előremutató. Tény, hogy a DLSS-t magának a játéknak is támogatnia kell. Nem alkalmazható külsőleg az illesztőprogramokon keresztül olyan játékok esetében, amelyek nem támogatják azt, vagy régiek. Tehát kulcsfontosságú az egyes játékfejlesztőkkel való együttműködés. Azonban például a népszerű Unreal Engine 4 játékmotor integrált támogatása nagy reményt ad arra, hogy a DLSS gyorsabb ütemben és egyre több játékba bekerülhessen. A folyamat már elindult.
A ray tracing megjelenítési módszer speciális hardvert és természetesen a játékfejlesztők támogatását igényli. Azonban a hatása a grafikai élményre akkora jelentőséggel bír, hogy az AMD, az NVIDIA és a fentebb említett fejlesztői csapatok szó szerint ontják magukból a ray tracing támogatottságú játékokat. Ez pedig mindenki számára jó hír, mind a PC gamerek, mind az új generációs játékkonzolok felhasználói számára.
