Что такое трассировка лучей?

Что делает трассировка лучей

Проще говоря, трассировка лучей — это метод, который графический движок использует для расчёта того, как виртуальные источники света влияют на объекты в их окружении. Программа буквально отслеживает лучи света, используя расчёты, разработанные физиками, изучающими поведение реального света.

Графические движки, такие как Unreal или Unity, используют трассировку лучей для рендеринга реалистичных световых эффектов – теней, отражений и окклюзии – без необходимости рендеринга их как отдельных объектов. Хотя с точки зрения обработки он довольно трудоёмок, использование его для рендеринга только того, что камера (то есть игрок) должна видеть в любой момент, означает, что он может быть более эффективным, чем другие, более старые методы имитации реалистичного света в виртуальной среде. Конкретные световые эффекты визуализируются на одной двумерной плоскости с точки зрения зрителя, а не постоянно во всей среде.

Всё это достигается с помощью невероятно сложной математики, как с точки зрения фактического определения того, как ведёт себя виртуальный свет, так и того, какая часть этих эффектов видна зрителю или игроку в любой момент времени. Разработчики могут использовать менее сложные версии тех же методов для менее мощного оборудования или более динамичного и плавного игрового процесса.

Трассировка лучей – это общий подход к графике, а не какой-либо конкретный метод, хотя он постоянно совершенствуется и улучшается. Его можно использовать в предварительно отрендеренной графике, например, в спецэффектах из голливудских фильмов, или в движках реального времени, например в графике, которую вы видите в середине игрового процесса во время компьютерной игры.

Что нового в трассировке лучей?

Вне контекста, это просто глупое видео. Но важно то, что он рендерится в реальном времени, как видеоигра, а не заранее, как фильм Pixar. На видео ниже показано, как ведущий перемещает камеру по сцене с помощью элементов управления в реальном времени, что невозможно с предварительно обработанной графикой.

 

Теоретически, если ваш игровой ПК достаточно мощный, он может генерировать подобную графику в любой игре, используя новые световые эффекты трассировки лучей в Unreal.

Технология действительно блестящая (шутку поняли?), потому что эта конкретная демонстрация включает в себя множество отражающих и зеркальных поверхностей с неправильной геометрией. Посмотрите, как окружающая среда отражается в изогнутых панелях хромированной брони капитана Фазмы. Не менее важно, обратите внимание, как он более тускло и рассеянно отражается от белой брони обычных штурмовиков. Это уровень реалистичного освещения, который сегодня недоступен в играх.

Сделает ли это все игры потрясающими?

Ну да, в очень специфических обстоятельствах. Этот продвинутый уровень трассировки лучей упростит для видеоигр визуализацию более впечатляющих световых эффектов, но на самом деле он не делает полигональную структуру графики более детальной. Это не повышает разрешение текстур и не улучшает плавность анимации. Короче говоря, это сделает освещение реалистичным, и это все.

Демонстрация выше особенно драматична, потому что разработчики выбрали персонажей и окружение, где почти каждая поверхность либо светится, либо отражает свет. Если вы используете ту же технологию для рендеринга, скажем, главного героя сериала «Ведьмак», едущего на лошади по сельской местности, вы не увидите никаких сильно отражающих поверхностей, кроме его меча и, возможно, воды. Важно отметить, что методы трассировки лучей не сильно улучшат визуализацию его кожи, меха лошади, кожи его одежды и так далее.

Заголовки, появившиеся после этой демонстрации, в которых утверждалось, что это приведёт к «графике блокбастеров», были немного преувеличением – это может быть правдой, если вы играете на уровне в зеркальном зале, но это всё.