¿El trazado de rayos ‘real’ será parte de los gráficos de Xbox Scarlett y PS5?

Opiniones

UNh, trazado de rayos. Si algo demuestra el dominio de Nvidia en el mercado de las GPU discretas, es que Team Green ha logrado utilizar el giro del marketing para reempaquetar lo que a menudo se describe como el pináculo de la tecnología gráfica como un complemento truculento, específico de Turing, al estilo Gameworks para desviar completamente la atención lejos de la espeluznante subida de precios y la falta de un salto generacional en el desempeño en cualquier lugar aparte del extremo superior. Es casi tan grande como DLSS, que promete un mejor rendimiento al… reducir la resolución. (Los informes indican que, en muchos casos, el escalado regular puede verse mejor que la solución personalizada basada en IA de Nvdia). Turing tiene muchos problemas, siendo una terrible relación precio-rendimiento el más notable. Pero igual de importante es el hecho de que la función de trazado de rayos de Turing, que utiliza sus núcleos RT, y supuestamente destinada a compensar la falta de mejora de rendimiento creíble frente a Pascal, no es lo que parece.

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Con el inminente anuncio de nuevas consolas por parte de Sony y Microsoft, existe una cantidad comprensible de publicidad en torno a las capacidades de las consolas de novena generación. Con el rumor apuntando a una combinación Navi / Ryzen como plataforma, muchas personas están interesadas en el tipo de características gráficas que estas nuevas consolas pueden usar. ¿Podrían Project Scarlett o la PS5 hacer uso del trazado de rayos con el tipo de hardware que probablemente tengan? ¿Podrían traer efectos similares a los que hemos visto en las tarjetas de Turing para las audiencias de consola convencionales? La respuesta es … bueno … un poco. Para entender por qué, tendremos que ver qué es el trazado de rayos en realidad, en qué se diferencia del renderizado ráster convencional y qué significa realmente Nvidia cuando dice que las tarjetas de Turing pueden realizar el trazado de rayos (TLDR: pueden aprovechar una implementación limitada de trazado de rayos, pero dentro de los renderizadores ráster convencionales y no en toda la tubería).

Verá, el “trazado de rayos” RTX no es realmente, bueno, trazado de rayos. Permite acelerar implementaciones limitadas de trazado de rayos que mejoran las imágenes. dentro renderizadores convencionales que todavía están utilizando rasterización. ¿Qué es la rasterización? Cuando tenemos conversaciones sobre recuentos de polígonos y sombreado, iluminación global, SSAO y el resto, en realidad estamos hablando de una gran cantidad de técnicas dispares que se sinergizan en un renderizador rasterizado convencional para ofrecer una imagen renderizada que se ve aproximadamente como en la vida real. . En la rasterización, los objetos 3D están formados por millones de triángulos 2D que se cruzan entre sí en mallas. Estas mallas tienen información sobre qué valor de color asignar a cada píxel en una pantalla. El sombreado se refiere a todas las técnicas utilizadas para determinar cómo debería cambiar ese valor de color dependiendo de una comprensión aproximada de cómo la luz interactuaría con esa escena. El trazado de rayos (real) es fundamentalmente diferente. Para simplificar demasiado las cosas, funciona de manera opuesta a cómo ves las cosas en la vida real. Las luces del mundo real (el sol, las velas, el monitor o la pantalla del teléfono en este momento) emiten rayos de fotones que rebotan en otros objetos y finalmente golpean la retina, llevando información sobre la forma de los objetos y la forma en que rebotaron ellos.

En un motor de trama convencional, una fuente de luz puede incidir en un objeto y determinar de qué color ese el objeto será. Pero la luz difusa reflejada por ese objeto no informará el color de los objetos circundantes, que es la forma en que la vida real (y el trazado de rayos) hacen las cosas. Técnicas como la iluminación global ofrecen una aproximación creíble del comportamiento de la iluminación difusa debido al “rebote de la luz”. Pero son, al final del día, aproximaciones. En un motor de trazado de rayos real, los rayos se proyectan desde la cámara, golpean objetos, rebotan y luego devolver una salida. A diferencia de la rasterización, el trazado de rayos le brinda lo “real” en cuanto al comportamiento de la luz en la escena y no aproximaciones basadas en sombreadores. El trazado de rayos auténtico, con varios rayos por píxel, es extremadamente intensivo computacionalmente y simplemente no es posible en tiempo real con el hardware actual, ni mucho menos. Para la iluminación que permanece estática en la escena, los renderizadores rasterizados a menudo usan “mapas de luz”, lo que se puede hacer calculando previamente la salida del trazado de rayos para aquellas luces en la escena que no cambian en absoluto. Así es como se obtiene una sombra agradable, aparentemente suave, de objetos estáticos como edificios en, digamos, el Campo de batalla serie. Juegos como Unidad de Assassin’s Creed llevó este enfoque a alturas encomiables. Por supuesto, en el mundo real, las luces no permanecen en el mismo lugar todo el tiempo; la salida precalculada sería inútil para la mayoría de las interacciones de luz en una escena determinada. Necesitaría trazado de rayos en tiempo real para capturar el movimiento de la luz a medida que los objetos y las luces se mueven. Este es un orden de magnitud más intensivo.

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El renderizador de trazado de rayos recién lanzado para Terremoto 2 pone las cosas en perspectiva. UN 2080 Ti con el mayor complemento de núcleos RT no puede alcanzar un 60 FPS bloqueado con Quake 2 renderizador con trazado de rayos. Un juego de 22 años que, en modo de rasterización, funciona bien en teléfonos Nokia de la era de 2008, no puede alcanzar los 60 FPS bloqueados en la GPU más poderosa del mundo cuando el trazado de rayos “real” está habilitado.

Si aún no estaba claro, el hardware actual, ya sea PC o consola, es simplemente incapaz de manejar implementaciones completas de trazado de rayos. Necesitaría hardware que fuera de 5 a 10 veces más potente que las GPU más rápidas de la actualidad para ejecutar ediciones con trazado de rayos completo de los juegos menos intensivos de la actualidad. Además, debido a que ese tipo de poder simplemente no existe, la mayoría de los motores de juegos actuales están basados ​​en ráster y tendrían que reescribirse desde cero. En lo que respecta a las implementaciones completas de trazado de rayos, la posibilidad de que esto suceda en PS5 o Project Scarlett es básicamente inexistente. Tampoco es probable que suceda en el espacio de la PC durante al menos otros 5 años.

Sin embargo, y esto es lo que las tarjetas RTX nos han mostrado hasta ahora, hoy tenemos la capacidad de utilizar el trazado de rayos en tiempo real. dentro motores rasterizados convencionales para mejorar partes específicas de la tubería de renderizado. Tomar Metro Exodus, por ejemplo. El motor sigue basado en tramas, pero el trazado de rayos se puede habilitar para la luz emitida por fuentes exteriores como el sol; esto hace que escenas específicas, en particular entornos exteriores, sean más físicamente correctas y realistas. Incluso esto, sin embargo, reduce el rendimiento de las tarjetas RTX, especialmente a resoluciones más altas. Teniendo en cuenta que el buque insignia actual de AMD para PC, la Radeon VII solo sigue el ritmo de la RTX 2080, esperaríamos que la 9th consolas gen para tener capacidades de GPU en algún lugar entre un RTX 2060 y 2070, pero sin hardware RT dedicado. Los cálculos de trazado de rayos son (obviamente) posibles sin hardware de función fija como los núcleos RT en las GPU de Turing. Con suficiente ruido de hardware, las GPU “normales” pueden realizar efectos RTX sin problemas; Q2VKPT puede ejecutarse en la 2080 Ti y en piezas Radeon de gama alta, aunque a resoluciones más bajas. También es importante tener en cuenta que los desarrolladores han tenido muy poco tiempo para jugar con el trazado de rayos.

Después de todo, solo han pasado unos meses desde que se lanzaron las tarjetas RTX. Y diferentes enfoques tendrían diferentes implicaciones en el rendimiento; si bien es probable que reemplazar el sistema de iluminación global con trazado de rayos en los títulos AAA supere las capacidades de las consolas de novena generación, podemos ver fácilmente que Project Scarlett y la PS5 utilizan sombras con trazado de rayos. Títulos independientes y juegos menos interactivos de menor escala (piense en la versión de próxima generación de La orden: 1886) también podría utilizar el trazado de rayos para una gama más amplia de funciones, sin la limitación de representar grandes mundos abiertos.

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Al final del día, nos queda bastante claro que aún no ha llegado el momento del trazado de rayos real. Simplemente no tenemos hardware de gráficos que sea lo suficientemente rápido. Sin embargo, llegaremos a ese punto en algún momento de los próximos cinco a diez años. Si AMD y Nvidia duplican la idea de agregar hardware de trazado de rayos de función fija a sus GPU, como se ve en las tarjetas RTX, ese día puede ser más temprano que tarde. Mientras tanto, es probable que aumente el uso del trazado de rayos para mejorar aspectos específicos de la canalización de renderizado en motores rasterizados. Con el tipo de energía probablemente disponible para la PS5 y Project Scarlett, es probable que este tipo de experiencias de “trazado de rayos” lleguen a la consola.

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