เรย์สืบค้นกลับคืออะไร?

เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการสาธิตจาก Epic ผู้สร้างเกม Unreal ที่ยกคิ้วให้กับเอฟเฟกต์แสงที่เหมือนจริง เทคนิคนี้เป็นก้าวสำคัญสำหรับการติดตามรังสี แต่นั่นหมายถึงอะไร?

การติดตามเรย์ทำอะไรได้บ้าง

กล่าวอย่างง่ายๆคือการติดตามรังสีเป็นวิธีที่เอ็นจิ้นกราฟิกใช้ในการคำนวณว่าแหล่งกำเนิดแสงเสมือนมีผลต่อรายการภายในสภาพแวดล้อมอย่างไร โปรแกรมอย่างแท้จริง ร่องรอย  มยูข ของแสงโดยใช้การคำนวณที่พัฒนาขึ้นโดยนักฟิสิกส์ที่ศึกษาวิธีการทำงานของแสงที่แท้จริง.

เอ็นจิ้นกราฟิกเช่น Unreal หรือ Unity ใช้การติดตามเรย์เพื่อแสดงเอฟเฟกต์แสงเงา, การสะท้อนและการปิดท้ายภาพโดยไม่จำเป็นต้องแสดงภาพเหล่านั้นเป็นวัตถุของตนเอง แม้ว่าจะค่อนข้างเข้มข้นจากมุมมองการประมวลผล แต่การใช้เพื่อแสดงเฉพาะสิ่งที่กล้อง (เช่นผู้เล่น) จำเป็นต้องดูในเวลาใดก็ตามหมายความว่ามันมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธีอื่น ๆ ในการจำลองแสงสมจริงในสภาพแวดล้อมเสมือนจริง เอฟเฟกต์แสงเฉพาะนั้นจะแสดงผลในระนาบสองมิติเดียวที่มุมมองของผู้ชมไม่ใช่ทุกสภาพแวดล้อมตลอดเวลา.

นี่คือความสำเร็จทั้งหมดด้วยคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนอย่างน่าทึ่งทั้งในแง่ของการกำหนดวิธีการทำงานของแสงเสมือนจริงและลักษณะพิเศษของเอฟเฟกต์เหล่านี้จะปรากฏต่อผู้ชมหรือผู้เล่นในเวลาใดก็ตาม นักพัฒนาสามารถใช้เทคนิคเดียวกันในเวอร์ชันที่ซับซ้อนน้อยกว่าเพื่อพิจารณาฮาร์ดแวร์ที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าหรือการเล่นเกมที่ราบรื่นและรวดเร็วขึ้น.

การติดตาม Ray เป็นวิธีการทั่วไปในการทำกราฟิกมากกว่าเทคนิคเฉพาะใด ๆ แม้ว่าจะได้รับการปรับปรุงและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง สามารถใช้กับกราฟิกที่แสดงผลล่วงหน้าเช่นเอฟเฟกต์พิเศษที่เห็นในภาพยนตร์ฮอลลีวูดหรือในเครื่องยนต์แบบเรียลไทม์เช่นกราฟิกที่คุณเห็นในระหว่างการเล่นเกมพีซี.

มีอะไรใหม่ในการติดตามเรย์?

การสาธิตที่มีการติดตามรังสีเข้าสู่ข่าวเมื่อเร็ว ๆ นี้เป็นสิ่งหนึ่งในวิดีโอด้านล่างสั้น ๆ สตาร์วอร์ส ร่างที่เกี่ยวข้องกับสตอร์มทรูปเปอร์บางช่วงเวลาที่แย่มาก มันถูกแสดงออกมาในการประชุมนักพัฒนาเกมเมื่อสัปดาห์ที่แล้ว มันถูกสร้างขึ้นโดย Epic Games (ผู้ผลิต Uniqu Engine จริง ๆ ) ร่วมกับ NVIDIA และ Microsoft เพื่อแสดงเทคนิคการติดตามเรย์แบบใหม่.

นอกบริบทมันเป็นเพียงวิดีโอที่น่าหัวเราะ แต่สิ่งสำคัญคือการแสดงผลแบบเรียลไทม์เช่นวิดีโอเกมไม่ใช่มาก่อนเหมือนภาพยนตร์พิกซาร์ วิดีโอด้านล่างแสดงผู้นำเสนอการซูมกล้องผ่านฉากด้วยการควบคุมแบบเรียลไทม์สิ่งที่ไม่สามารถทำได้ด้วยกราฟิกที่แสดงผลล่วงหน้า.

ในทางทฤษฎีถ้าพีซีเกมของคุณมีพลังมากพอก็สามารถสร้างกราฟิกเช่นนั้นได้ในทุกเกมที่ใช้เอฟเฟกต์แสงติดตามเรย์ใหม่ในการสาธิต Unreal รุ่นต่อไป.

เทคโนโลยีส่องแสง (รับจริง ๆ ) เพราะการสาธิตนี้มีพื้นผิวที่สะท้อนและสะท้อนจำนวนมากพร้อมด้วยรูปทรงเรขาคณิตที่ผิดปกติ ตรวจสอบสภาพแวดล้อมที่สะท้อนในแผงโค้งของชุดเกราะชุบโครเมี่ยมของ Captain Phasma สำคัญเหมือนกันให้สังเกตว่ามันสะท้อนแสงออกมามากขึ้นและแตกต่างจากเกราะสีขาวของสตอร์มทรูปเปอร์ทั่วไปอย่างไร นี่คือระดับของแสงที่สมจริงซึ่งไม่สามารถใช้ได้ในเกมในปัจจุบัน.

มันจะทำให้เกมของฉันดูน่ากลัว?

ใช่ในสถานการณ์ที่เฉพาะเจาะจงมาก ระดับการติดตามรังสีขั้นสูงนี้จะช่วยให้เกมวิดีโอสามารถสร้างเอฟเฟกต์แสงที่น่าประทับใจได้ง่ายขึ้น แต่จริงๆแล้วมันไม่ได้ทำให้โครงสร้างรูปหลายเหลี่ยมของกราฟิกมีรายละเอียดมากขึ้น มันไม่ได้เพิ่มความละเอียดของพื้นผิวหรือเพิ่มความลื่นไหลของภาพเคลื่อนไหว ในระยะสั้นมันจะทำให้แสงสว่างดูสมจริงและนั่นก็เกี่ยวกับมัน.

การสาธิตด้านบนนั้นน่าทึ่งเป็นพิเศษเพราะนักพัฒนาเลือกตัวละครและสภาพแวดล้อมที่เกือบทุกพื้นผิวส่องแสงหรือสะท้อนแสง หากคุณใช้เทคโนโลยีเดียวกันในการเรนเดอร์พูดตัวเอกของ The Witcher ชุดขี่ม้าของเขาผ่านชนบทคุณจะไม่เห็นพื้นผิวสะท้อนแสงใด ๆ ที่สำคัญยกเว้นดาบของเขาและบางทีน้ำ เทคนิคการติดตามรังสีนั้นไม่ได้ช่วยอะไรมากไปกว่าการเพิ่มการเรนเดอร์ของผิวหนังขนของม้าหนังของเสื้อผ้าและอื่น ๆ.

พาดหัวที่มาจากการสาธิตนี้โดยอ้างว่ามันจะส่งผลให้ "กราฟิกภาพยนตร์บล็อกบัสเตอร์" เป็นบิตของอติพจน์ - ที่อาจเป็นจริงถ้าคุณกำลังเล่นระดับที่ตั้งอยู่ในห้องโถงของกระจก แต่นั่นเป็นเรื่องของมัน.

ฉันจะเห็นสิ่งนี้ในเกมของฉันเมื่อใด?

การสาธิต GDC เป็นตัวอย่างของเทคนิคการติดตามเรย์กรรมสิทธิ์ที่เรียกว่า RTX ซึ่งขณะนี้กำลังพัฒนาโดย NVIDIA จะเปิดตัวในซีรีย์ถัดไปของการ์ดจอ GeForce ระดับสูงซึ่งปัจจุบันมีข่าวลือว่าจะเปิดตัวในปลายปีนี้ด้วยหมายเลขรุ่น 20XX เช่นเดียวกับเทคโนโลยีกราฟิกที่เป็นกรรมสิทธิ์อื่น ๆ เช่น PhysX ของ NVIDIA ผู้เล่นอาจใช้กราฟิกการ์ดจากผู้ผลิตรายอื่นไม่ได้.

ดังที่กล่าวไปแล้ว RTX ยังใช้คุณสมบัติใหม่ของระบบ DirectX API โดยเฉพาะสำหรับการติดตามรังสี (เรียกว่า raytracing โดย Microsoft) ดังนั้นในขณะที่การสาธิตที่เฉพาะเจาะจงข้างต้นนั้นเป็นการทำงานร่วมกันระหว่าง Epic และ NVIDIA แต่ก็ไม่มีอะไรหยุดการผลิตของคู่แข่งเช่น AMD และ Intel จากการสร้างระบบที่คล้ายกันและผลลัพธ์ที่คล้ายกัน.

คุณจะเห็นเกมพีซีระดับไฮเอนด์เริ่มใช้เทคนิคเหล่านี้ไปจนถึงปลายปี 2561 และต้นปี 2562 นักเล่นเกมที่ลงทุนในการ์ดกราฟิกใหม่ในช่วงเวลานั้นจะได้รับประโยชน์มากที่สุด แต่ถ้าคุณมี ระบบเกมคุณภาพสูงคุณอาจใช้เอฟเฟกต์เหล่านี้บางอย่างในเกมที่เข้ากันได้กับ DirectX บนฮาร์ดแวร์ปัจจุบันของคุณ.

เนื่องจากเวลาในการพัฒนาที่ยาวนานและเป้าหมายฮาร์ดแวร์แบบคงที่ผู้เล่นคอนโซลจะไม่เห็นกราฟิกขั้นสูงเหล่านี้จนกว่าจะเปิดตัวเกมคอนโซลรอบถัดไปในอีกหลายปี.

เครดิตภาพ: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube