Arvien vairāk videospēļu izmanto ray tracing jeb staru izsekošanu. Šeit viss, kas jums jāzina par šo GPU tehnoloģiju.
Ja esat iegādājies jaunu grafikas karti savai komplektācijai, tad, iespējams, esat aizdomājies, kas ir staru izsekošana.
Ir pagājuši aptuveni septiņi gadi, kopš šī reāllaika zibspuldzes atveidošanas tehnika pirmo reizi debitēja personālajos datoros. Turklāt pēdējās četras AMD un Nvidia videokaršu paaudzes tika pārdotas, pateicoties tieši šīs tehnikas izcilībai.
Pat tādas konsoles kā Xbox X sērija un PS5 ir aprīkotas ar šo tehnoloģiju, bet kas galu galā ir staru izsekošana? Vēl svarīgāk, vai jums to vajadzētu ieslēgt?
Mēs iedziļināsimies staru izsekošanas mehānikā, tehnoloģijā, kas nepieciešama, lai to veiktu pareizi, tās iespējamajā jaudā, tās atkarībā no mākslīgā intelekta uzlabojumu modeļiem (tostarp Frame Generation) un spēlēm, kas to atbalsta.
Mēs pastāvīgi redzam, kā programmatūra tiek pielāgota šai tehnoloģijai. Turklāt dažās no jaunajām datorspēlēm staru izsekošana ir ieslēgta pēc noklusējuma. Tātad šī ir tehnoloģija, kas ir uz palikšanu, jo agrīnās adaptācijas process jau ir pagājis labi un patiesi.
Labā ziņa ir tā, ka jums nav obligāti nepieciešama viena no labākajām AMD, Intel vai Nvidia grafikas kartēm, lai izmantotu tās priekšrocības.
Kas ir staru izsekošana?
Gaismas staru izsekošana ir reāllaika apgaismojuma metode, kurā datora grafiskā karte reālistiski izseko gaismas starus, izmantojot īpaši izvēlētu algoritmu, kas atdarina to, kā gaismas avoti reāli mijiedarbojas ar objektiem un vidi spēles pasaulē.
Tas ir sava veida jumta termins attiecībā uz spēļu/renderinga lietojumiem. Respektīvi šo tehnoloģiju bieži izmanto, lai aprakstītu maigās ēnas, apkārtējās vides oklūziju, globālo apgaismojumu, lauka dziļumu un hromatisko aberāciju, kā arī reāllaika atspīdumus un refrakciju.
Par staru izsekošanu var domāt kā par spēles virtuālās kameras paplašinājumu. Gaismas stari tiek izvilkti no šī primārā avota un pēc tam algoritmiski atstaroti no objekta (vai vairākiem objektiem), tādējādi radot ēnas, atspīdumus un lūzumus.
Vairāk gaismas staru, kas tiek zīmēti, rada reālistiskāku (vai precīzāku) attēlu, taču tas rada lielāku slodzi aparatūrai.
Ceļu izsekošana ir staru izsekošanas paveids, kas atbilstoši savam nosaukumam izseko veselus gaismas ceļus, nevis atsevišķus gaismas starus. Tādējādi tiek radīts izsmalcinātāks un reālistiskāks attēls.
Tā pamatā ir staru izliešana. Tas ir process, kurā gaismas stars tiek novietots uz objektu, un pēc tam algoritms (rakstīts katrai spēlei/programmatūrai) izlemj, kuru pikseli attiecīgi iekrāsot.
Kāpēc staru izsekošana ir svarīga?
Staru izsekošana ir svarīga. Šīs tehnoloģijas ieviešana spēļu un modelēšanas programmatūrā, pateicoties RTX 20 sērijai, ir realizējusi funkcijas, kas tika uzskatīta par pārāk intensīvām, lai renderētu reālaikā.
Mēs esam novērojuši, ka šī tehnoloģija pamazām kļūst arvien izplatītāka. Spēļu izstrādātāji un aparatūras ražotāji ir labāk sapratuši, kā to pareizi izmantot, jo sākumā implementēšanas iespējas bija skarbas(nemaz nerunājot par dārgumu).
Saskaņā ar Nvidia sniegto informāciju tiek uzskatīts, ka šobrīd vairāk nekā 500 spēlēs ir nodrošināts atbalsts “RTX”. RTX ir tās vispārējā terminoloģija, kurā iekļauta DLSS, staru izsekošana un uzņēmuma mākslīgā intelekta tehnoloģija.
Lai gan šis skaitlis nav gluži precīzs, tas norāda uz to, kā attīstās spēļu industrija. Šobrīd ir ierasts, ka spēles tiek izlaistas ar šo funkciju pēc noklusējuma. Turklāt tiek uzskatīts par anomāliju, ja tā nav.
Staru izsekošana bija (iespējams) lielākais pagājušā gada PS5 Pro unikālais pārdošanas piedāvājums (USP), ko atbalstīja PSSR mākslīgā intelekta palielināšanas tehnoloģija, lai konsolēm pietuvinātu to, ko spēj zemākas vidējās klases dators.
Dažas spēles tagad pat tiek uzsāktas ar pēc noklusējuma ieslēgtu staru izsekošanas funkciju. Tas sekojoši nozīmē, ka jums būs nepieciešama Nvidia RTX, moderna AMD vai Intel grafiskā karte, lai spēles varētu baudīt vismaz optimālā līmenī.
Šo tendenci esam novērojuši tādās spēlēs kā Star Wars Outlaws, Assassin’s Creed Shadows, Doom: The Dark Ages un Indiana Jones and the Great Circle.
Citiem vārdiem sakot, jums nāksies samierināties ar to, ka kādu dienu šī tehnoloģija kļūs par standartu, nevis jautru pārslēdzēju labāka apgaismojuma un ēnu nodrošināšanai.
Kāpēc tā nav plašāk izplatīta?
Lai gan esam novērojuši tendenci, ka mūsdienu datorspēlēs un konsoļu spēlēs arvien biežāk tiek izmantota staru izsekošana, ir svarīgi atcerēties, ka šī tehnoloģija joprojām pieprasa daudz resursu.
Kā minēts iepriekš, reāllaika staru izsekošana ir iespējama tikai pateicoties uzlabojumiem, kas panākti ar mākslīgā intelekta palielināšanas tehnoloģijām. Tādas grafiskās kartes kā Nvidia DLSS, AMD FSR, Intel XeSS un Sony PSSR samazina attēla izšķirtspēju un pēc tam izmanto mākslīgo intelektu, lai palielinātu to līdz mērķa izšķirtspējai.
Šādā veidā PS5 tehniski spēj nodrošināt 4K izšķirtspēju, un to pašu var teikt arī par tādiem vidējas klases GPU kā RTX 5070 un RX 9070. Pat ar RTX 5090, mēģinot palaist RT atspīdumus un ēnas bez palielināšanas, jūs redzēsiet nesasniedzamu kadru uzņemšanas ātrumu.
Līdz ar to staru izsekošana un mākslīgā intelekta darbināms upscaling iet roku rokā, un to var būt ļoti sarežģīti īstenot pat lētām grafikas kartēm. Lai to panāktu, ir jāizvēlas zemāka izšķirtspēja.
Mēs redzam, ka dinamiskā izšķirtspēja kļūst par populāru palīglīdzekli. Īpaši tāpēc, ka tehnoloģijas cenšas tikt līdzi prasīgajai programmatūrai, tāpēc ir saprotams, ka staru izsekošana nav visur.
Kuras grafikas kartes atbalsta staru izsekošanu?
Tehniski runājot, reāllaika staru izsekošana ir “atbalstīta” grafikas kartēs kopš 2018. gada, kad tika laista klajā RTX 20 sērija. Tomēr ar šīm Turing kartēm (un to lēnāko GDDR6 atmiņu un vājāko CUDA kodolu skaitu) nekur tālu netiksiet, mēģinot tās piespiest.
Jums pietiks ar zemākas klases RTX 30 sērijas vai RTX 40 sērijas GPU. Ideālā gadījumā jums vajadzētu mēģināt iegūt jaunāku (un jaudīgāku) RTX 50 sērijas karti.
Uzņēmumam Nvidia ir slikts ieradums savu GPU tehnoloģiju uzlabojumus padarīt paaudžu paaudzēs ekskluzīvus.
RTX 40 sērijas gadījumā tā bija kadru ģenerēšana (kas interpolē mākslīgā intelekta ģenerētus kadrus ar tradicionāli renderētiem kadriem, lai panāktu lielāku kadru uzņemšanas ātrumu nekā tikai ar DLSS.
Līdzīgi RTX 50 sērijā tika ieviesta Multi Frame Generation, kas palielina veiktspēju līdz pat četrām reizēm salīdzinājumā ar dabisko renderēšanu, taču tagad mākslīgais intelekts vienlaicīgi ģenerē trīs kadrus, nevis vienu.
Arī AMD ir kļuvusi par upuri, kad tika izlaistas RDNA 4 grafikas kartes, piemēram, RX 9070 un RX 9070 XT, kurām pašām ir ekskluzīva piekļuve FSR 4 un tās ievērojami uzlabotai attēla stabilitātei un kvalitātei ar staru izsekošanas funkciju.
Lai gan RX 6000 un RX 7000 sērijas bija pieklājīgas, tās atpaliek no Nvidia staru izsekošanas jomā. Šāda problēma joprojām ir klātesoša arī RDNA 4 gadījumā.
Līdzīgi ir ar Intel Arc Alchemist un Battlemage. Abas GPU paaudzes tehniski spēj veikt staru izekošanu. Tomēr tās ir tālu no ideāliem risinājumiem pat 1080p izšķirtspējā ar iespējotu XeSS.
Gala pārdomas
Pareizos apstākļos staru izsekošana var būt neticami efektīva. Tomēr šī tehnoloģija joprojām ir ietilpīga, un tās īstenošana ne vienmēr pilnībā izmanto pieejamos resursus.
Tajos titulos, kuros tā ir pilnībā izmantota, tā var būt patiesi fenomenāla. Turklāt atsevišķās lielbudžeta spēlēs šī tehnoloģija tagad tiek pieprasīta kā standarta tehnoloģija.
Tas ir kompromiss, lai iegūtu reālistiskākas spēles ar reālistisku apgaismojumu un efektiem. Respektīvi paratūrai ir jāpalielina mērogs, un mākslīgā intelekta palielināšana ir palīglīdzeklis, lai to panāktu.
Avots: TechRadar
