Ray tracing to nie mrzonka, ale przyszłość, przekonuje pracownik Nvidii

Niedługo ray tracing stanie się tak powszechny jak PhysX – przekonuje pracujący dla Nvidii Pierre Terdiman. Choć technologia dopiero wchodzi do użytku w grach, rzekomo ma za sobą bogatą historię, przed sobą zaś – świetlaną przyszłość... I sporo przewidywalnej krytyki graczy.

Maciej Żulpo

26 sierpnia 2018 11:50

 Komentarze

„Przyszłość gier” to najwyraźniej nie była tylko PR-owa gadka.

„Ray tracing jest technologią przyszłości, która wkrótce stanie się domyślnym rozwiązaniem stosowanym w każdej grze”. Obecnie trudno jeszcze podpisać się każdemu graczowi pod tym stwierdzeniem. Póki co nowatorska technologia Nvidii – pozwalająca na realistyczną symulację rozchodzenia się promieni świetlnych, generowania odbić i rozpraszania cieni w czasie rzeczywistym – jawi się jako ciekawy, ale w gruncie rzeczy zbędny bajer graficzny, w domyśle mający napędzać sprzedaż nowych układów z rodziny RTX.

Artykuł: Czym jest ray tracing?

Z ostatnim stwierdzeniem nie zgadza się jednak Pierre Terdiman, pracownik Nvidii od lat zajmujący się wszystkim, co związane z technologią PhysX. We wpisie na swoim blogu skonfrontował krytyczne opinie internautów dotyczące technologii z wiedzą, którą posiadł przez lata pracy u „zielonych”. Terdiman przekonuje, że w niedalekiej przyszłości ray tracing – podobnie jak nvidiowska symulacja fizyki – po prostu spowszednieje, a jego wykorzystanie w grach przejdzie do porządku dziennego.

Przed Wami GFA Raytrace – protoplasta dzisiejszego ray tracingu z lat 90.

Przyszłość jest teraz?

„Ray tracing naprawdę był Świętym Graalem grafiki od dekad” – przekonuje Terdiman. Podkreśla przy tym, że nvidiowską technologię wyjątkową czyni fakt, iż działa ona w czasie rzeczywistym. Ray tracing sam w sobie nie jest bowiem niczym nowym. Realistyczną symulację zachowania świateł i cieni, wspomina Terdiman, umożliwiały już komputery Atari ST w roku 1991 (prawie 30 lat temu!). Ponadto jego użycie jest powszechne w filmach i prerenderowanych cutscenkach.

W odróżnieniu jednak od gier, filmowcy aplikujący technologię do swoich produkcji mówią o kilku sekundach, minutach lub całych godzinach potrzebnych do wygenerowania jednej klatki obrazu. Wszystko na „kosmicznych” sprzętach za setki tysięcy dolarów (pierwszy pokaz ray tracingu w wykonaniu Nvidii wymagał sprzętu za niewiele mniej). Gracze natomiast chcą wygenerowania jak największej liczby klatek (60 dla pecetowców już dawno jest standardem) w ciągu jednej sekundy, wszystko poniżej 30 klatek na sekundę traktując już jak pokaz slajdów. Aby sprostać tym oczekiwaniom, pisze Terdiman, potrzeba było naprawdę nowatorskich układów, których dedykowane rdzenie bez problemu poradziłyby sobie z tak złożoną symulacją. Wraz z premierą rodziny RTX układy te stały się rzeczywistością – „i gracze na własnych oczach doświadczają narodzin ‘przyszłości’, o której tak dużo mówili”.

DO KOGO NALEŻY RAY TRACING?

Ray tracing to nie mrzonka, ale przyszłość, przekonuje pracownik Nvidii - ilustracja #3

Jesteście w błędzie, jeśli sądzicie, że to Nvidia od podstaw opracowała technologię zwaną ray tracingiem. Tak naprawdę pod algorytmem może podpisać się „autor zbiorowy”. API (interfejs programowania aplikacji) sam w sobie należy do Microsoftu i nazywa się DXR (rozwinięcie: DirectX Raytracing). Owo API określa się jednak mianem „hardware agnostic”, tj. stanowi uniwersalny kod, który każdy może zaimplementować na własnych zasadach i na własnym sprzęcie. I tu wchodzi Nvidia – której układami z serii RTX 2070 i RTX 2080 udało się nie tylko wykorzystać DXR, ale i pozwolić mu na płynne działanie w czasie rzeczywistym. Tym samym fotorealistyczny ray tracing trafił do gier.

Kiedyś to będzie, czyli potrzeba czasu

Jak każda nowa technologia, ray tracing potrzebuje chwili, by deweloperzy mogli go „dotrzeć”. Podobna sytuacja spotkała technologię PhysX. Niegdyś zasobożerna opcja, którą w pełni cieszyli się tak naprawdę tylko posiadacze dwóch układów graficznych działających jednocześnie (pamiętacie jeszcze, jak Krzysztof „Lordareon” Gonciarz pokazywał Wam „powiewający” płaszcz w Mafii II?), dziś przeszła do porządku dziennego. Aby uświadomić sobie, jak bardzo spowszedniała nvidiowska symulacja fizyki, weźcie pod uwagę poniższe fakty (wymieniane przez Terdimana):

Wszyscy używają PhysX – to dziś domyślny algorytm liczący fizykę wbudowany w silniki takie jak Unity i Unreal. Wykorzystują go gry tworzone na pecety, konsole (w tym Switcha) i smartfony.
PhysX jest tak powszechny, że nawet go nie zauważamy – bo Nvidia, od kiedy udostępniła kod źródłowy na GitHubie, nie wymaga nawet od twórców zaznaczania, że fizykę w ich grach napędza ta właśnie technologia. W rezultacie sami „zieloni” nie wiedzą nawet, „kto, kiedy, jak i gdzie” wykorzystuje ich algorytmy.
Inne technologie powoli wypierają PhysX – technologia FLEX lepiej radzi sobie na przykład z generowaniem fizyki cząstek czy ubrań. Terdiman podkreśla jednak, że to PhysX przetarł szlaki FLEX-owi i jemu podobnym rozwiązaniom, pozostając jednocześnie symulacją najprostszą do zaimplementowania.

Jeśli pamiętacie ten pokaz slajdów, to mieliście wspaniałe dzieciństwo.

W przypadku ray tracingu sytuacja ma wyglądać podobnie. Obecnie jesteśmy na etapie wspomnianego „płaszcza w Mafii II” – z ray tracingiem ledwo radzi sobie Shadow of the Tomb Raider, a dwóch z trzech deweloperów po cichu mówi, że udało się im okiełznać tego fotorealistycznego potwora i ruszyć z nim w płynności 60 klatek na sekundę przy rozdzielczości 1080p (w czasach, gdy standardem powoli staje się 120 klatek, gdzieniegdzie w połączeniu z 4K).

To jednak okres przejściowy. Jak szybko minie? Wszystko zależy od tego…

…kiedy konsole zdecydują się na prawdziwy next-gen

Rynek gier konsolowych jest silny, szeroki i głęboki, i nic dziwnego, że to od implementacji ray tracingu na dużą skalę w tytułach konsolowych zależy, czy technologia ta stanie się codziennością, czy pozostanie ciekawostką. Terdiman rzecz jasna zakłada, że tak jak w przypadku PhysX, prędzej czy później ziści się pierwsza ewentualność. Samo API (interfejs programowania aplikacji) ray tracingu (nazywane DXR – od DirectX Raytracing) należy tak naprawdę do Microsoftu. Można się zatem spodziewać, że gigant z Redmond – choćby w ramach rywalizacji z Sony – szybko przystosuje technologię do własnych potrzeb. I własnych konsol.

AMD spóźniło się z okiełznaniem ray tracingu, ale dzięki rynkowi konsolowemu może go jeszcze wykorzystać.

A ile Nvidia płaci deweloperom za forsowanie tej technologii i dlaczego chcą zniszczyć AMD?

Odpowiedzi udziela Terdiman:

Nvidia nigdy nie płaciła deweloperom za używanie nowych technologii. Tak naprawdę było wręcz odwrotnie. Przykładowo, za skorzystanie z bibliotek PhysX twórcy musieli zapłacić Nvidii. W wybranych przypadkach „otrzymywali” dostęp do technologii za darmo – wówczas jednak (metaforycznie: nieco na zasadach licencji Creative Commons) musieli po pierwsze umieścić efekty PhysX w swojej grze, a po drugie sygnować ją logo tej technologii.
Nvidia nie chce zniszczyć AMD. O ile oba koncerny w naturalny sposób rywalizują między sobą na rynku, „zieloni” nigdy nie mieli żadnych niecnych zamiarów z moralnego punktu widzenia. Nie zmonopolizowali też technologii ray tracingu. Należące do Microsoftu API DXR, tłumaczy Terdiman, w pewnym sensie leżało odłogiem i każdy chętny mógł przystąpić do implementacji interfejsu, o ile posiadał odpowiednie narzędzia. Nvidia zrobiła to pierwsza, bo dysponowała dostatecznie rozwiniętą technologią, nad którą pracowała od przeszło 10 lat. Brzmi mało romantycznie – ale taki jest koniec tej historii.

Wielkich różnic na razie nie widać – ale to dopiero początek rewolucji.

To w końcu co dalej z tym ray tracingiem? Na razie czekamy do 20 września – wówczas nastąpi premiera nowych układów Nvidii. Miejcie też oko na wrześniowy start Shadow of the Tomb Raider i październikową premierę Battlefielda V – to jedne z pierwszych tytułów, które wykorzystają ray tracing. O ile dobrze wiemy, że w swoim sprzęcie potrafiła go „zamontować” Nvidia, to dopiero przekonamy się, jak deweloperom wychodzi implementacja na poziomie software’u.