Ray tracing to przyszłość gier czy przereklamowany efekt?

Opisujemy możliwości technologii ray tracing i wyjaśniamy, dlaczego może w dużym stopniu odmienić gry.

Quake II to gra szczególna. Dlaczego? Bo kiedy debiutowała pod koniec 1997 r., była jedną z nielicznych w tym okresie, które obsługiwały sprzętową akcelerację graficzną. Gry zaczęły odchodzić wtedy od renderowania programowego (software) i zaczęły bardziej polegać na sprzęcie (hardware). To wtedy karty graficzne zaczęły być traktowane jako komponenty potrzebne do gier. Kiedy ktoś grał w Quake’a II i miał całkiem dobrą kartę graficzną w tamtych czasach, mógł odnieść wrażenie, że gra w coś zupełnie innego, niż Quake II uruchomiony na komputerze bez dobrej grafiki.

Minęło ponad 20 lat od premiery Quake’a II i znów warto do niego wrócić i potraktować jako „wizytówkę” danej technologii. Jakiej? Chodzi rzecz jasna o ray tracing. Po włączeniu ray tracingu lasery w QII nagle zaczynają oświetlać korytarze, które przemieszczamy, a niebo odbija się w kałuży wody. Kiedy grasz w Quake’a II z ray tracingiem, ponownie możesz odnieść wrażenie, że grasz w coś zupełnie innego, niż Quake II bez tego efektu.

Akceleracja sprzętowa odmieniła gry, a później takie technologie jak HDR czy DirectX 9 ciągle je udoskonalały. Jednocześnie trudno było znaleźć taką technologię, która miała na tyke silny wpływ na gry, jak akceleracja i lepsze wykorzystanie kart graficznych. Może ray tracing jest właśnie takim rozwiązaniem? Efekt ten, realizowany w czasie rzeczywistym, zdecydowanie bardzo podnosi realizm graficzny. A jeśli chcemy tworzyć gry, które mają realistycznie wyglądające światy, światło, które odbija się od poszczególnych obiektów, ma kluczowe znaczenie.

Ray tracing – co jest pod ręką?

Na rynku znajdziemy już kilkanaście gier, które obsługują ray tracing, niemniej ciągle nie ma ich zbyt dużo. Oto nie wszystkie, ale na pewno potwierdzone tytuły:

• Amid Evil
• Battlefield V
• Call of Duty: Modern Warfare
• Control
• Deliver Us the Moon
• Fortnite
• Justice Online
• JX3
• Mechwarrior 5: Mercenaries
• Metro Exodus (and The Two Colonels DLC)
• Minecraft
• Quake II RTX
• Shadow of the Tomb Raider
• Wolfenstein: Youngblood

Dlaczego więc to Quake II jest najlepszym przykładem do zobrazowania możliwości ray tracingu? To proste: w tej grze różnica jest największa i najłatwiejsza do zauważenia.

Kiedy zobaczymy Quake’a II z ray tracingiem, cała gra prezentuje się o wiele, wiele lepiej. Nie ma tutaj bowiem za dużo małych szczegółów i bogatych tekstur, więc aktywacja ray tracingu jest zauważalna od razu, w przeciwieństwie do innych gier, gdzie ray tracying podnosi atrakcyjność i tak już bardzo ładnych gier.

Jak widać na filmie, ray tracing wyraźnie poprawia i dodaje nowe elementy oświetlenia: od wystrzałów z blastera po wybuchy w ciemnych korytarzach, które na chwilę zmieniają całe pomieszczenie na kolor jasnopomarańczowy. I wszystko za sprawą jednej funkcji na „on” zamiast „off”.

Nie tylko ray tracing

W przeciwieństwie do Quake’a II, nowe gry mają już wiele innych rozwiązań, które dbają o oświetlenie. W ostatnich latach developerzy opracowali kilka metod, które mają zapewnić naturalny wygląd w grach, bez konieczności stosowania globalnej symulacji oświetlenia, jaką zapewnia ray tracing. Mamy więc wiele technologii, które dbają o cienie, cykl dnia i nocy, promienie słoneczne itp. Z tego powodu ray tracing dodany do nowych gier powoduje, że wyglądają one lepiej, ale nie sprawia, że nagle warto w daną grę zagrać od nowa, bo różnica jest aż tak duża. Zresztą, zobaczcie sami:

Battlefield V – ray tracing wł./wył.

Call of Duty: Modern Warfare – ray tracying wł./wył.

Control – ray tracing wł./wył.

Bardzo dobrze z ray tracingiem prezentuje się Minecraft, czyli kolejna gra, która nie grzeszyła dobrą grafiką:

W niektórych grach ray tracing poprawia w zasadzie tylko cenie, a w innych – jak w Control – bardzo wpływa na odbicia. Po włączeniu ray tracingu w Control szklane okna, kałuże, czy nawet ochronne szyby ramek do zdjęć zaczynają brać pod uwagę odbicia światła, w zależności od kąta, z którego je oglądamy.

W zasadzie każda powierzchnia, która jest wystarczająco gładka lub błyszcząca, aby choć częściowo odbijać światło, będzie podatna na efekty ray tracingu. W Control, ze względu na architekturę otoczenia, efekty są bardzo dobrze widoczne.

Coś za coś

Ray tracing potrafi znacznie zmienić wygląd gry, ale na razie takich tytułów jest za mało, aby powiedzieć, że to rewolucyjny efekt i warto kupić odpowiedni sprzęt, który zapewni jego obsługę. To ciągle początek rozwoju tej technologii. Według nas dopiero w najbliższym roku, kiedy będą już dostępne konsole next-gen, które wykorzystują ray tracing, doczekamy się gier w dużym stopniu polegających na tym rozwiązaniu.

I tu właśnie warto jeszcze wspomnieć o sprzęcie. Ray tracing znacznie wpływa na wydajność. Dla przykładu, komputer z kartą RTX 2080, procesorem AMD Ryzen 5 3600, 32 GB pamięci RAM i dyskiem SSD był w stanie zapewnić płynną rozgrywkę w Control z ray tracingiem w rozdzielczości 1080p (Full HD), oferując średnio 50 kl./s. Ale w 1440p było to już średnio 35 kl./s, a w 2160p Control była już niegrywalna i animacja za często się zacinała, zaliczając mnóstwo spadków FPS-ów. Innymi słowy, karta taka jak RTX 2080 (kosztująca kilka tys. zł!) potrafi zapewnić ok. 60 kl./s przy maksymalnej rozdzielczości 1080p. Dopiero nowsze i lepsze karty są w stanie zaoferować płynną rozgrywkę w wyższych rozdzielczościach.

Ostatecznie ray tracing możemy ocenić jako bardzo dobry efekt, który znacznie wpływa na wygląd gier i ma on przed sobą przyszłość. Kiedy na rynku pojawi się więcej gier, które będą go wykorzystać, a także gdy wielu graczy zacznie korzystać z konsol next-gen, ray tracing zacznie stawać się normą. W końcu potanieją też karty graficzne, które zapewniają wystarczającą wydajność do ray tracingu i dzięki temu również większość graczy pecetowych zacznie włączać ten efekt. Bo rzeczywiście: warto!