Как работает трассировка лучей Crytek: рассказывает Digital Foundry

Видеокарты слабее GeForce GTX 1070 вряд ли выдадут 30 кадров в секунду.

Компания Crytek выпустила бенчмарк Neon Noir Ray Tracing с трассировкой лучей, работающей на любой видеокарте с поддержкой DirectX 11. Специалисты Digital Foundry изучили работу бенчмарка и рассказывают, как он устроен.

Сейчас трассировку лучей продвигает в основном Nvidia: видеокарты серии GeForce RTX умеют аппаратно ускорять соответствующие расчеты. Технология Crytek показывает сопоставимую картинку и без аппаратного ускорения, но для этого разработчикам пришлось использовать ряд трюков.

Во-первых, в бенчмарке есть несколько простых оптимизаций. Расстояние, на котором начинает работать трассировка лучей и появляются реалистичные отражения, достаточно невелико. Для отдаленных объектов отражения обсчитываются с помощью кубических карт или трассировки воксельными конусами, Voxel Cone Tracing.

Кроме того, трассировка лучей не используется для объектов с ограниченной прозрачностью или сниженной отражающей способностью — к примеру, для не слишком гладких поверхностей. Похожее решение применяется в Battlefield 5 на низких или средних настройках трассировки лучей от Nvidia.

Во-вторых, при обсчете трассировки лучей на самом деле обрабатываются не полноценные модели объектов, а их версии из гораздо меньшего количества полигонов. Это можно заметить, если присмотреться к отражениям: на них видны выступающие углы.

Для обработки отражений в отражениях Crytek использует не полноценную трассировку лучей, а кубические карты или похожее решение. Это нормально: обсчет таких отражений представляет сложную задачу и при наличии аппаратного ускорения трассировки лучей.

Наконец, трассировщик Crytek работает не в реальном разрешении рендеринга. На максимальных настройках разрешение трассировки лучей составляет четверть от реального разрешения, на очень высоких оно равно одной восьмой реального разрешения.

Также есть несколько косвенных оптимизаций. Трассировке лучей довольно сложно работать с движущимися объектами, поэтому в бенчмарке Crytek их практически нет. Сам уровень отличается небольшими размерами — это тоже снижает нагрузку.

В целом, отмечают в Digital Foundry, бенчмарк Crytek можно считать неплохой демонстрацией возможностей их технологии, особенно с учетом того, что он прилично выглядит и выдает достойную частоту кадров без использования аппаратного ускорения. С поддержкой DXR такая трассировка явно будет работать еще быстрее.