Trajanje zraka je tehnika za prikazivanje kompjuterske grafike koja kreira sliku praćenjem putanje zraka kroz scenu. Zrake mogu komunicirati sa objektima u sceni, odbijajući se od njih i dobijajući svojstva, kao što je boja.
Trajanje zraka: osnove
Trajanje zraka oponaša rasvjetu u stvarnom svijetu. Svjetlost koju vidimo rezultat je fotona emitiranih iz izvora energije, poput sunca. Fotoni se mogu odbijati i raspršiti dok se sudaraju s objektima. Ogledalo je sve što vam treba da vidite ovo na djelu. Svjetlost koja udara u ogledalo stvara odraz.
Trajanje zraka simulira ovo. Broj praćenih zraka je neznatan u poređenju sa stvarnim svijetom, gdje se milioni fotona odbijaju kroz naše vidno polje. Moderne igre prate negdje između jedne i četiri zraka po pikselu. Ipak, to je dovoljno za simulaciju stvarnog svijeta.
Praćenje putanje zraka također mu omogućava interakciju sa svijetom igre. Na zrak koji se odbija od crvenog objekta može uticati ta boja, bacajući crveni sjaj u blizini. Zraci se mogu raspršivati na različite načine na osnovu osobina koje umjetnici igre daju objektima, omogućavajući realistične polureflektirajuće ili grube površine.
Trajanje zraka je značajan korak naprijed za 3D grafiku. Stvara realističnu sliku simulacijom putanje zraka dok se kreću kroz igru. To dovodi do osvjetljenja koje može stupiti u interakciju s okolinom čak i kada okruženje nije vidljivo igraču. Praćenje zraka ne zahtijeva namjenski izgrađen hardver da bi funkcioniralo, ali je praktično samo na video kartici ili igraćoj konzoli koja može ubrzati praćenje zraka jer je vrlo zahtjevno.
Trajanje zraka vs. Rasterizacija (ili, 3D grafika kakvu ste znali)
Možda ćete biti zbunjeni čak i ako razumijete ovo objašnjenje. Refleksije su bile prisutne u prošlim igrama, čak iu onima sada starim nekoliko decenija. Kako se praćenje zraka razlikuje?
Prošle 3D igre i većina modernih igara koriste rasterizaciju. Rasterizacija kombinuje elemente 3D svijeta igre koji su vidljivi igraču u 2D sliku. On prikazuje samo ono što bi trebalo da bude vidljivo igraču, jer je svaka izvedba koja se koristi za generisanje onoga što igrač ne može videti uzaludna. Međutim, ovo stvara problem.
Vratimo se na primjer ogledala. Igračevo okruženje i lik igrača nisu vidljivi igraču (barem u igri u prvom licu). Sa rasterizacijom, nema šta da se ogleda u ogledalu.
Naravno, ogledala postoje u modernim igrama. Oni prikazuju scenu dva puta. Jedno dodavanje je iz igračeve tačke gledišta, dok je drugo iz druge perspektive. Međutim, to udvostručuje performanse potrebne za renderovanje scene.
Odrazi prostora na ekranu, tehnika popularnih 3D igrica, koriste podatke na ekranu za kreiranje refleksije. Ova tehnika je idealna za reflektirajuće površine pod uglom u odnosu na perspektivu igrača, kao što je voda. Međutim, reflektirani objekti nestaju ako se reflektirana stavka pomakne sa ekrana.
Trajanje zraka ne dijeli ove probleme jer, za razliku od rasterizacije, može pratiti izvan perspektive igrača.
Također, u igrama koje dozvoljavaju zracima interakciju s površinama, praćenje zraka može prikazati realistično krvarenje boja i polureflektirajuće površine koje je teško rukovati rasterizacijom.
Koji hardver zahtijeva praćenje zraka?
Trajanje zraka nije nova ideja. Računarski naučnici su eksperimentisali sa praćenjem zraka početkom 1980-ih, stvarajući statične slike sa realističnim osvetljenjem, refleksijama i senkama. Nažalost, bili su potrebni sati za renderiranje.
Video igrici je potrebno praćenje zraka u realnom vremenu pri 30 sličica u sekundi ili više. To je moguće samo sa video karticom dizajniranom da ubrza praćenje zraka.
Nvidijino praćenje RTX zraka oslanja se na silicijum koji se zove Tensor Core. Tensor jezgra se nalaze samo u RTX video karticama. Nvidijine GTX kartice mogu prikazati igru koristeći praćenje zraka jer, kao što je rečeno, praćenje zraka ne zahtijeva namjenski napravljen silicij. Međutim, performanse su strašne u poređenju sa RTX karticama. A neke igre, poput Minecrafta sa RTX praćenjem zraka, zahtijevaju RTX video karticu zbog specifičnog načina na koji omogućavaju praćenje zraka.
AMD kartice koje ubrzavaju praćenje zraka nemaju specifičnu marku i nemaju namjenski silicijum. Umjesto toga, koriste hardverska podešavanja i ažuriranja softvera za bolje rezultate. Teže je identificirati AMD kartice koje ubrzavaju praćenje zraka, pa obratite pažnju na detalje.
Sonyjevi PlayStation 5 i Xbox Series X i S imaju grafički hardver iz AMD-a koji može ubrzati praćenje zraka. Međutim, na programerima je da to omoguće, a mnoge igre to ne čine. Značajan primjer je Cyberpunk 2077, koji je podržavao RTX praćenje zraka na PC-u pri lansiranju, ali nije podržavao praćenje zraka na konzolama sljedeće generacije. Ova funkcija je obećana za konzole sljedeće generacije u budućoj zakrpi.
