Чем отличается трассировка лучей от трассировки пути – смотрим фото и сравниваем качество картинки

Когда в 2018 году NVIDIA выпустила первые видеокарты с поддержкой трассировки лучей, многие скептики полагали, что технология не выстрелит. Предполагалось, что игровые студии не захотят напрягаться, но со временем Дженсену Хуангу удалось убедить сообщество в своей правоте, а в 2020 трассировка лучей появилась на игровых приставках нового поколения и видеокартах AMD. Всё это привело к росту стоимости графических чипов, а в последние годы технология прочно вошла в создание геймеров. По мнению экспертов, трассировка лучей не является истинным священным Граалем компьютерной графики. Существует более продвинутая технология под названием трассировка пути (path tracing). По сути, трассировка пути аналогична трассировке лучей, но выполняется рекурсивно и даёт более впечатляющие результаты.

Напомним, некоторое время назад CD Projekt Red выпустила обновление для Cyberpunk 2077 с поддержкой трассировки пути. Однако польская студия была не первой, кто поддержал новую технологию. Так, ранее были выпущены несколько игр с поддержкой трассировки пути, среди которых стоит упомянуть Portal RTX, Quake RTX и Metro Exodus Enhanced Edition. Основное отличие между трассировкой лучей и трассировкой пути заключается в последней стадии, которая называется пост-пересечение. Лучи сначала попадают в сцену через видовое окно. Каждый луч проверяется на пересечение со структурами BVH объектов в сцене и определяется, произошло попадание или промах. В трассировке лучей это последний шаг, за которым следуют необходимые расчёты и закрашивание пикселя. В трассировке пути пересечение повторяется несколько раз для сбора дополнительных данных перед возвратом результатов.

Трассировка пути

Трассировка лучей

Трассировка пути

Трассировка лучей

Трассировка пути

Трассировка лучей

На практике трассировка пути обычно представляет собой несколько лучей трассировки, которые продолжают свой путь там, где закончился предыдущий. Предположим, у вас есть зеркало или блестящая металлическая рамка. Луч трассировки пути попадёт в него один раз, будет отражён и отскочит к ближайшему объекту как второй независимый луч. В этом случае он также будет действовать как вторичный источник света. В трассировке пути объекты, отражающие свет, также ведут себя как вторичные источники света. В результате общее количество объектов, влияющих на освещение сцены, значительно увеличивается. Каждый точечный источник света имеет свою собственную тень, и количество лучей в сцене одновременно увеличивается втрое или вчетверо. Трассировка путей обычно делает сцену более освещённой, поскольку дополнительные отражения лучей проникают глубже. Это особенно заметно в закрытых помещениях. Ниже вы можете увидеть несколько примеров того, как глобальная освещённость с трассировкой путей улучшает качество изображения. 

Трассировка пути

Трассировка лучей

Трассировка пути

Трассировка лучей

Как уже было сказано выше, влияние трассировки пути наиболее ярко проявляется внутри помещений, где дополнительные отражения лучей создают более освещённые и детализированные сцены. При этом экстерьеры также получают значительное улучшение, особенно в ночное время. При использовании трассировки пути растительность и другие сложные структуры отображаются с более точной теневой областью, что придаёт им ещё большую реалистичность. Изучите скриншоты выше, где есть возможность сравнить технологию трассировку лучей и трассировку пути. Отметим, что ресурсы на генерацию более новой технологии требуются ещё более значительные, а недавно стало известно о том, что Intel планирует интегрировать трассировку пути в свои графические чипы.