Какой в Nvidia представляют эволюцию компьютерной графики

Во время мартовской конференции Game Developers Conference сотрудники Nvidia анонсировали RTX, прорывную технологию трассировки лучей в реальном времени. Тогда же компания рассказала, какие перспективы открывает RTX перед разработчиками игр.

Прямо сейчас решения на основе RTX используются только в прототипах, но со временем, уверены в Nvidia, они появятся и в реальных играх. На презентации The Ray + Raster Era Begins - an R&D Roadmap for the Game Industry работающие над RTX сотрудники Nvidia поговорили о том, как новая технология повлияет на развитие игровой индустрии.

Что такое трассировка лучей?

Крайне ресурсоемкая технология рендеринга трехмерного изображения. Трассировка лучей позволяет отрисовать сцену с очень реалистично наложенными отражениями и освещением.

Этапы эволюции графических технологий технологии в играх сотрудники Nvidia условно разделили на три этапа. В эпоху «античности» (Nvidia датирует ее 1978-1999 годами) от рендера не требовалось ничего особенного: нужно было нарисовать несколько полигонов (или просто точек), как-то покрыть их текстурой и, возможно, слегка осветить.

С развитием графических ускорителей игровая индустрия вступила в так называемый этап «растровых героев». Технологии шагнули вперед настолько, что разработчики могли в реальном времени рассчитывать достаточно реалистичное освещение и затенение поверхностей.

На этом этапе о полноценной трассировке лучей речи пока не шло, поэтому регулярно приходилось идти на хитрости: например, заранее просчитывать карты освещения и затенения или реализовывать эффекты, с физической точки зрения работающие не совсем корректно, но демонстрирующие правдоподобную картинку. Словом, это была эпоха хаков.

Сейчас, уверены в Nvidia, игровая индустрия постепенно вступает в следующую эру: это будет период, когда одновременно применяется и трассировка лучей, и растеризация — она будет использоваться для оптимизации производительности. Киноиндустрия прошла этот этап около 20 лет назад: примерно такой же подход использовала студия Pixar во время работы над «Приключениями Флика».

Комбинация из трассировки лучей и растеризации позволит реализовать в играх реалистичные отражения и преломления света, по-настоящему достоверное динамическое локальное и глобальное освещение.

Постепенно трассировка лучей будет применяться все активнее, а растеризация — все меньше. Со временем Nvidia предрекает наступление «золотой эры»: графические движки с полноценной трассировкой лучей будут использовать растеризацию только в самых технологически сложных случаях.

Конечной точкой сотрудники Nvidia считают рендер уровня «Тайны Коко». Последний мультфильм Pixar не использует трюки вроде карт теней и отдельных проходов с наложением света: это «честная» трассировка лучей, когда на цвет одного пикселя влияли от 64 до 256 лучей.

Когда игры смогут достичь такого уровня графики? В Nvidia не говорят, но нам явно придется запастись терпением: демо-версии, показанные на GDC, запускали на очень серьезном железе.