Ray Tracing (RT) - нужна ли трассировка и так ли велики различия - проверяем на конкретных примерах

Ray Tracing (RT)

Введение:

Для начала разберемся - а что такое RT и откуда весь хайп. 

Трассировка лучей (RT) - это метод рендеринга для создания фотореалистичного изображения путем отслеживания пути световых лучей в виртуальной среде. Он имитирует взаимодействие света с объектами сцены, включая отражения, преломления и тени, для создания изображений, более точно отражающих реальность.

Технология используется в различных областях, включая компьютерную графику, анимацию, кинопроизводство и разработку видеоигр. В киноиндустрии он часто используется для создания специальных эффектов и создания фотореалистичной среды для сцен с живыми актерами (из последних сериалов - Мандалорец).

В индустрии видеоигр RT используется для создания более реалистичной графики и улучшения общего визуального качества игр. С точки зрения применения, трассировка лучей может использоваться для создания высокоточных симуляций физических явлений, таких как поведение света и свойства материалов (используется в основном также в киноиндустрии, так как для просчета в науке и тд - используется суперкомпьютеры). RT также используется для проектирования и оптимизации оптических систем, таких как камеры, проекторы и объективы, путем моделирования взаимодействия света с компонентами этих систем.

Да, RT представляет собой большое достижение в области компьютерной графики, однако можно задаться вопросом - а целесообразны ли затраты мощностей наших ПК в сравнении с улучшениями графики, которые мы получаем? Давайте разбираться. Рассматривать применение стоит лишь на популярных играх, так как именно они будут двигателем прогресса для распространения этой технологии.

Скрины можно листать стрелочками на клавиатуре.

Cyberpunk 2077

Без трассировки	С трассировкой

Как вы можете понять, буст картинки работает только в комплексе, когда активированы все настройки, а не только "Отражения", как рекомендуют многие выставлять. Да, они немало влияют на изображение, однако в зависимости от условий день\ночь - различия весьма ограничены. Кроме того, если Вы являетесь владельцем FHD монитора и скрипя душой включаете DLSS или FSR в режим качества - там уже как говорится, будет не до трассировки. В статике просто стоя на месте можно ещё сослаться на более-менее хорошую картинку, но в динамике - это все равно мыло. Не верите? Значит Вам не с чем сравнивать. Даже в 2К не всё так радужно, как кажется, однако ситуация по сравнению с FHD значительно лучше. 

Если Вы уже давно прошли Cyberpunk, остаётся только ждать дополнение с надеждой, что карты подешевеют и можно будет пройти всё это дело с улучшенной картинкой. Если у Вас нет минимум 3080Ti, то полноценно с нативным 2K 60Fps у вас поиграть не получится. С технологиями апскейлинга - возможно. Проект 2020 года, который до сих пор требует карту самого высокого ценового диапазона. И в данном случае, для проекта на 1-2 раза прохождения - не слишком рациональная трата денег.

Fortnite

Без трассировки	С трассировкой

Великий и ужасный Fortnite, в который играют миллионы. Каждый день. С переходом на UE5 аудитория только подросла. И, на удивление, трассировка кардинально преобразила картинку. Даже с простой геометрией моделей картинка выглядит взрослой. В Fortnite я конечно же не играю. Возраст уже не тот, реакция не та.

Однако, это один из отличных примеров использования RT и новых технологий в игре, которая будет актуальна долгое время. Особенно, если это одна из игр, в которую вы постоянно "катаете", то апдейт видеокарты будет более оправдан по сравнению с Cyberpunk. Именно такие массовые многопользовательские игры могут продвигать новые технологии и помогут разбить копилку.

Hitman 3

Без трассировки	С трассировкой

Касательно Hitman 3 - постоянно выходит новый контент, есть обилие локаций с зеркальными поверхностями, но графика меняется не так кардинально как в случае с Cyberpunk. Тени с трассировкой лучей не вносят больших изменений и если сказать рядовому геймеру вслепую поиграть в разные версии, он даже ней поймет - где она включена, где выключена. В Хитмане роляют только отражения.

Остальные игры:

И здесь мы подходим к больной теме индустрии. Это приставки и оптимизация. По поводу оптимизации всё понятно - лень в 2022-2023 и жажда наживы и ограниченных сроков выпуска вышли на новый уровень, когда практически каждый релиз не играбелен и заливается пачкой патчей. 

Другое дело - приставки. Имеется искусственный ограничитель в виде последнего поколения консолей. Это хорошо, когда разработчики на старте или посредством патчей для PC внедряют полноценную трассировку, учитывая все составляющие - освещение, тени, отражения и тд. Но по итогу получается как Человеком-Пауком и прочими тайтлами, которые затачивались под консоли или мультиплатформа, в которой идет упор на стабильный фпс на плойке и икс-ящике. Ограниченные возможности, частичная реализация - и по итогу мы получаем незначительное улучшение картинки с посредственной реализацией и оптимизацией. 

К примеру во всех свежих частях Resident Evil, чтобы увидеть улучшения, нужно сидеть с лупой, а падение производительности Вы получаете. И так в подавляющем количестве игр.

Огромное количество примеров со сравнением игр с трассировкой вы можете увидеть тут:

Источник: 
Ray Tracing Revolution

Хорошие примеры: Callisto Protocol и Metro Exodus. Но какой ценой это достигается? Такой ценой, что Вам нужно покупать 4080-4090, чтобы получить вменяемый FPS. Про пользователей с герцовкой от 144Гц - я вообще промолчу. DLSS 3 - спасает ситуацию, но если только нативный инпутлаг достраивания кадров не превышает разумный минимум. Иначе "кисель" вам обеспечен. Плюс естественно DLSS 3 есть только на 40-й линейке.

Итоги:

Прошло уже 5 лет, а мы так и не увидели революции с внедрением RT в играх. Что уж говорить, что многие разработчики давным давно забыли про использование правдивой и инновационной физики в играх (Control не в счет). Сколько перспективных технологий и демок было показано ранее и многое было просто забыто. Вы можете посмотреть все старые презентации от Nvidia и AMD - и вас будет ждать удивление - сколько всего просто не было реализовано. Загрузите к примеру CellFactor или игры с воксельной графикой. Про физику, которая была доступна в том же UE3 и UE4 - я вообще промолчу. Можно скачать инструментарий и опробовать всё самому. Но мобильные дрочильни, донатные помойки и прочий шит - приносят много денег. Взял шаблон, быстро запилил хайповые идеи - готово.

Трассировка - крутая технология, но до сих пор попадает в нужные руки ну очень редко. И это печально. Готовы ли Вы платить немаленькие деньги за несколько интересных проектов, которые положат на лопатки вашу пекарню? Думаю готовы немногие. Но почему-то это странно работает, так как я сам планирую брать весной либо 4070 либо 4070Ti. Зачем? А х... его знает o_O

Спасибо за внимание!