C 20 сентября 2018 года в продаже появилась линейка видеокарт от Nvidia — GeForce RTX 20 Series с архитектурой Turing. Главной их особенностью, помимо улучшенной производительности, стала поддержка технологии трассировки лучей в реальном времени или ray tracing. Это стало возможным благодаря RT-ядрам, которые на аппаратном уровне ускоряют трассировку до десяти раз, если сравнивать с видеокартами прошлого поколения.
Так как технология относительно новая, далеко не все с ней знакомы. Сегодня мы решили рассказать о рейтрейсинге, видеокартах RTX и улучшении производительности. Делать это мы будем, используя нашу «белую сборку» с комплектующими от Corsair и видеокартой NVIDIA GeForce RTX 2060.
Трассировка лучей
Революционной технологию не назовешь, ведь рейтрейсинг успешно применялся до этого. От архитектурных проектов до кинематографа — благодаря трассировке лучей специалисты делали свои сцены реалистичнее.
Единственной проблемой до релиза RTX карт был тот факт, что рейтресинг требовал огромных вычислительных мощностей и его реализация в играх казалась нецелесообразной. При создании фильмов рендеринг происходит покадрово и может занимать дни и даже недели. В компьютерных играх сцены должны появляться перед нами в реальном времени, иначе получится в лучшем случае слайд-шоу.
Теперь ситуация изменилась и RT-ядра справляются с обработкой информации в разы быстрее. Например, они просчитывают лучи для визуализации отражений в Battlefield V и глобального освещения в Metro Exodus. Но, несмотря на существенный прорыв в технологиях, говорить о path-tracing пока рано, ведь вместо первичных лучей пока используется растеризация, а для теней, отражений, глобального освещения и фонового затенения используется трассировка лучей в реальном времени. И хотя компания Nvidia сделала большие шаги в этом направлении, даже благодаря видеокартам GeForce RTX нам доступен только гибридный метод рендеринга визуальных эффектов с растеризацией (переводом изображения из векторного формата в пиксели для вывода на дисплей), которая дополняется рейтрейсингом. Так, когда атрибуты геометрии трехмерной сцены растеризируются в «скриншоты», при помощи трассировки лучей берется нормаль (перпендикуляр в точке) и глубина пикселя из растровых слоев — по этим данным и рассчитывается, в каком направлении полетит луч.
Как работает рейтрейсинг?
Скрытые возможности трассировки лучей
Также, рейтрейсинг способен улучшить искусственный интеллект, от «затупов» которого порой рушатся даже лучшие игровые проекты. Например, можно рассчитывать области зрения ИИ, чтобы искусственные противники лучше ориентировались на локациях и использовали их по-максимуму (убегали в укрытия, определяли местонахождение противников, использовали особенности окружающей среды). А еще рейтрейсинг может улучшить физику в играх, рассчитывая коллизию разных предметов.
Вот только перечисленные вещи пока еще только начали развиваться, и полноценную их реализацию в компьютерных играх мы увидим только в будущем.
Оправдана ли цена?
Мы протестировали технологию, и вы уже видели несколько скриншотов-сравнений из Battlefield V. Можно заметить, что со включенным RTX картинка получается живее и реалистичнее. Кроме того, отражения на объектах в разы лучше и детализированнее. Вы можете возразить, что в сетевом шутере мало кто обращает внимание на подобные вещи и в основном игроки гонятся за высоким FPS, тренируют тактическое понимание на разных картах или прокачивают меткость. Однако, это лишь одна из первых игр, в которых реализован рейтрейсинг. А если речь будет о приключенческом тайтле или фэнтезийном мире вроде The Elder Scrolls VI? Там фотореалистичная графика нужна, и она очень сильно повлияет на атмосферу. Так что, технология явно перспективна для сотен будущих ААА-проектов.
Nvidia DLSS — Deep Learning Super Sampling
Особенность DLSS в возможности обучения для каждой отдельной игры. В этом преимущество и недостаток такой техники сглаживания. Если разработчики вложат достаточно сил для тренировки нейронной сети, результат окажется потрясающим и прирост FPS порадует геймеров. Сэкономив на этом, можно не надеяться на значительное улучшение картинки (да и FPS).
Важно понимать, что технология рассчитана в первую очередь на высокие разрешения — именно на них вы заметите наибольшее изменение производительности. Кроме того, на разрешениях уровня 2560x1440 и 3840х2160 качество изображения получится намного лучше, чем в привычном 1080p.
Разработчики могут ставить перед собой разные цели. Например, тренировать нейронную сеть, пытаясь улучшить изображение в динамике, или заточить ее под статичные сцены. Если игра была оптимизирована для динамических передвижений, на скриншотах особого улучшения не заметить, а во время геймплея оно моментально бросится в глаза. Куда нагляднее эффект от DLSS выглядит на скриншотах из игр, где упор делался на статичные сцены.
Если упростить вышесказанное до нескольких предложений, то благодаря DLSS производительность в играх существенно вырастет. Но в каждой из них результат будет зависеть от сознательности разработчиков. А еще от выставленного вами разрешения. Наконец-то можно будет гонять в любимые игрушки в 4K-разрешении со включенным сглаживанием при стабильных 60 FPS. Круто же!
Плюсы и минусы GeForce RTX 20 Series и рейтрейсинга в частности
- Картинка благодаря рейтрейсингу становится намного реалистичнее — тут добавить нечего, освещение играет ключевую роль в графической составляющей любой игры, и чем оно лучше, тем лучше впечатление от увиденного.
- Разработчики получили доступ к DLSS и могут обучать нейронную сеть, обеспечивая идеальное сглаживание при уменьшенных системных требованиях.
- Новые просторы для творчества — рейтрейсинг позволит воспроизводить сверхреалистичные сцены, которые еще не раз поразят воображение геймеров.
- Возросшая производительность — конечно же, новые карточки мощнее предыдущих и справляются со всеми современными играми.
- Рейтрейсинг и DLSS нуждаются в «особом уходе» — их нужно оптимизировать для каждого отдельного проекта, а не просто добавлять в надежде на удачное стечение обстоятельств. И чем больше сил будет потрачено на их улучшение, тем привлекательнее станет игра.
- Несмотря на существенный прогресс, о полноценном рейтрейсинге, который знаком нам по рендерингу спецэффектов при создании фильмов, пока говорить рано.
- Цена видеокарт — она существенно выше предшественников, но за возможность быть в числе первых, кто прикоснется к новому витку развития графики в компьютерных играх, нужно платить. Ведь производство настолько сложных чипов обходится в копеечку.
