Qu'est-ce que Ray Tracing?
Récemment, une démo d'Epic, le fabricant du moteur de jeu Unreal, a soulevé des sourcils pour ses effets de lumière photo-réalistes. La technique est un grand pas en avant pour le lancer de rayons. Mais qu'est-ce que cela signifie?
Ce que fait Ray Tracing
En termes simples, le lancer de rayons est une méthode qu'un moteur graphique utilise pour calculer la manière dont les sources de lumière virtuelle affectent les éléments de leur environnement. Le programme trace les rayons de la lumière, en utilisant des calculs développés par des physiciens qui étudient la façon dont se comporte la lumière réelle.
Des moteurs graphiques comme Unreal ou Unity effets - ombres, réflexions et occlusions - sans avoir besoin de les rendre comme leurs propres objets individuels. Bien que ce soit relativement intensif du point de vue du traitement, l'utiliser pour rendre seulement ce que la caméra doit voir à un moment donné signifie qu'elle peut être plus efficace que d'autres méthodes plus anciennes de simulation de lumière réaliste dans des environnements virtuels. Les effets d'éclairage spécifiques sont rendus sur un seul plan bidimensionnel selon la perspective du spectateur, pas toujours dans tout l'environnement.
Tout cela est accompli avec des maths incroyablement complexes, à la fois pour déterminer la façon dont la lumière virtuelle se comporte et combien de ces effets sont visibles pour le spectateur ou le joueur à un moment donné. Les développeurs peuvent utiliser des versions moins complexes des mêmes techniques pour rendre compte d'un matériel moins puissant ou d'un gameplay plus rapide et plus fluide.
Le lancer de rayons est une approche générale des graphiques plutôt qu'une technique spécifique. Il peut être utilisé dans des graphismes pré-rendus, comme les effets spéciaux vus dans les films hollywoodiens, ou dans les moteurs en temps réel, comme les graphismes que vous voyez au milieu d'un jeu PC.
Quoi de neuf dans Ray Tracing?
La démo qui a récemment fait l'objet d'un reportage est celle de la vidéo ci-dessous, un court sketch Star Wars impliquant des stormtroopers avec un mauvais timing. Il a été montré à la conférence des développeurs de jeux la semaine dernière. Il a été créé par Epic Games (les fabricants de l'omniprésent Unreal Engine) en partenariat avec NVIDIA et Microsoft pour montrer de nouvelles techniques de traçage des rayons.
Hors contexte, c'est juste une vidéo loufoque. Mais le point important est qu'il est rendu en temps réel, comme un jeu vidéo, pas avant comme un film Pixar. La vidéo ci-dessous montre le présentateur en train de zoomer sur la scène avec des contrôles en temps réel, ce qui n'est pas possible avec des graphismes prédéfinis.
Théoriquement, si votre PC de jeu est suffisamment puissant, il peut générer des graphismes similaires. La nouvelle version de la démo d'Unreal présente de nouveaux effets d'éclairage de traçage de rayon.
La technologie brille vraiment parce que cette démo spécifique comprend beaucoup de surfaces réfléchissantes et réfléchissantes avec une géométrie irrégulière. Découvrez la façon dont l'environnement est reflété dans les panneaux incurvés de l'armure chromée du capitaine Phasma. Tout aussi important, notez comment il se reflète plus discrètement et diffuse de l'armure blanche des stormtroopers normales. C'est un niveau d'éclairage réaliste qui n'est pas disponible dans les jeux aujourd'hui.
Est-ce que ça rendra mes jeux superbes?
Eh bien, oui, dans des circonstances très spécifiques. Ce niveau avancé de lancer de rayons permettra aux jeux vidéo de rendre plus impressionnants les effets d'éclairage, mais ne rendra pas la structure polygonale des graphiques plus détaillée. Il n'améliore pas la résolution des textures, ni n'améliore la fluidité des animations. En bref, cela rendra l'éclairage réaliste, et c'est à peu près tout.
La démo ci-dessus est particulièrement spectaculaire parce que les développeurs ont choisi des personnages et des environnements où presque toutes les surfaces brillent ou réfléchissent la lumière. Si vous utilisez la même technologie pour rendre, disons, le protagoniste de la série The Witcher à cheval à travers la campagne, vous ne verrez aucune surface réfléchissante majeure sauf son épée et peut-être un peu d'eau. Fondamentalement, les techniques de lancer de rayon ne feront pas grand chose pour améliorer le rendu de sa peau, la fourrure du cheval, le cuir de ses vêtements, et ainsi de suite.
Les manchettes de cette démonstration prétendant qu'il en résulterait des «superproductions de films» étaient un peu hyperboliques, ce qui pourrait être vrai si vous jouez dans un jeu de miroirs, mais c'est à peu près tout.
Vais-je voir ce genre de choses dans mes jeux?
La démonstration GDC était un exemple de technique de lancer de rayons brevetée appelée RTX, actuellement développée par NVIDIA. Il fera ses débuts dans la prochaine série de cartes graphiques haut de gamme GeForce, dont la sortie est prévue pour la fin de l'année avec les numéros de modèle 20XX. Comme d'autres technologies graphiques propriétaires, telles que PhysX de NVIDIA, il ne sera probablement pas disponible pour les joueurs utilisant des cartes graphiques d'autres fabricants.
Cela étant dit, RTX utilise également une nouvelle fonctionnalité du système API DirectX spécifiquement pour le lancer de rayons. (appelé lancer de rayons par Microsoft). Alors que les démos spécifiques ci-dessus sont une collaboration entre Epic et NVIDIA, rien n'empêche les fabricants concurrents comme AMD et Intel de créer des systèmes similaires avec des résultats similaires.
Pour simplifier, vous verrez des jeux PC haut de gamme commencer à utilisez ces techniques vers la fin de 2018 et le début de 2019. Les joueurs qui investissent dans de nouvelles cartes graphiques à cette époque en tireront le plus grand profit, mais si vous avez déjà un système de jeu haut de gamme, vous pourrez peut-être en utiliser effets dans les jeux compatibles DirectX sur votre matériel actuel
En raison de longs temps de développement et de cibles matérielles statiques, les lecteurs de console ne verront pas ces graphismes avancés avant la sortie de la prochaine série de consoles de jeu dans plusieurs années. Crédit d'image: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube
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