Raytracing er en funktion, du vil se nævnt i de nyeste grafikkort i Nvidias RTX 50-serie samt AMD's nye Radeon RX 9070 XT og RX 9070. Den bruges i moderne spil til at producere utrolige billeder og er afhængig af specialiseret hardware i nutidens GPU'er, hvilket er grunden til, at Nvidia, AMD og endda Intel fremhæver teknologien ved hver ny hardwareudgivelse.
Raytracing bruges også til at give nogle klassiske spil nyt liv, hvilket den nylige udgivelse af Half-Life 2 RTX er et godt eksempel på.
Lad os dykke ned i, hvad ray tracing er, hvor det bruges, de forskellige effekter, det understøtter, de udfordringer, det står over for, og hvilke spil der udnytter det. Så uden videre, lad os komme i gang.
Hvad er Ray Tracing?
I spil simulerer raytracing realistisk belysning. Det er det hele. Nogle af de effekter, det skaber, kan være utroligt imponerende og producere langt mere troværdige verdener, end traditionel rasterisering kan, men det er stort set alt, hvad det gør. Belysningseffekter som realistiske skygger, refleksioner, gennemskinnelighed og global belysning er alle væsentligt forbedret med ray tracing i forhold til tidligere metoder.
Hvis du vil gengive en regnvåd gade med vandpytter, der reflekterer neonskilte, og butiksvinduer, der bryder lyset korrekt for at skabe en overbevisende verden, er raytracing vejen frem. Det er derfor, teknologien bruges så effektivt i spil som Cyberpunk 2077 og for nylig GTA V Enhanced-opdateringen, for blot at nævne to fra en voksende liste af raytraced-titler.
Fordi ray tracing nøjagtigt simulerer, hvordan lys interagerer med objekter i en scene, kan det frigøre spilkunstnere til at fokusere på at skabe de miljøer, de forestiller sig, i stedet for at arbejde med rasteriseringens begrænsninger. Derfor omtales ray tracing ofte som fremtiden for spilrendering, og der er masser af eksempler på, at det kan være sandt.
Når en udvikler implementerer raytracing, er det for at opnå specifikke effekter og visuelle koncepter. Det er ikke bare noget, de slår til - det er en værktøjskasse med effekter, fra de relativt enkle, som skygger, til mere komplekse teknikker som global belysning. Her er en hurtig gennemgang af de vigtigste ray tracing-effekter:
Strålesporede refleksioner
At skabe refleksioner med traditionel rasterisering er ekstremt udfordrende, hvis ikke umuligt, uden løsninger. I årenes løb har udviklere brugt teknikker som Screen Space Reflection (SSR), som effektivt kan håndtere vandrefleksioner eller duplikere en scene for at skabe en illusion af en refleksion. Men disse metoder har klare begrænsninger - SSR afspejler f.eks. kun det, der er på skærmen i øjeblikket, hvilket betyder, at objekter uden for kameraets synsvinkel ikke vises i refleksioner.
Strålesporede refleksioner gengiver derimod spilmiljøet nøjagtigt, hvilket forbedrer indlevelsen betydeligt. Spejle, glas, vandpytter og selv subtile refleksioner på polerede overflader drager alle fordel af ægte raytracing. Refleksioner kan dog være beregningsmæssigt krævende, og det er her, AI-drevne løsninger som Nvidias DLSS 3.5 Ray Reconstruction kommer ind i billedet.
Strålesporede skygger
Spiludviklere har brugt skyggekort i årevis, men de har begrænsninger - skygger kan se kunstige ud, lider under opløsningsbegrænsninger og har problemer med dynamisk belysning. Strålesporede skygger er langt mere realistiske, især når de kombineres med andre strålesporingsteknikker som global belysning.
Global belysning med strålesporing
Spil håndterede traditionelt belysning på meget basale måder. Direkte belysning gav et strejf af troværdighed, men resultatet kunne stadig se tegneserieagtigt ud. Efterhånden som spillene er blevet mere detaljerede og fyldige, er kravet om realistisk belysning steget til et punkt, hvor det subtile samspil mellem materialer, overflader og sekundær belysning er afgørende. Med traditionel rasterisering blev belysningen præfabrikeret for at skabe en mere troværdig, solid verden, men det skete på bekostning af dynamikken. Når noget bevægede sig, kunne belysningen føles forkert, fordi den manglede evnen til at reagere realistisk.
Raytracing kommer igen til undsætning ved at håndtere belysning med en større grad af nøjagtighed, hvilket giver et mere indlevende miljø. Det simulerer både direkte og indirekte lys for at skabe en mere troværdig scene. En scene, der er dynamisk og tonalt meget tættere på det, du ser i den virkelige verden. Effekterne af ray-traced global belysning kan være subtile, især i naturlige omgivelser som en tæt jungle, men din hjerne opfanger de rigtige signaler, og det giver bare mere mening end præfabrikeret belysning nogensinde kunne.
Hvorfor er Ray Tracing ikke blevet standard?
Raytracing har stået over for betydelige udfordringer. For det første er det utroligt dyrt at beregne og kræver dedikeret hardware. Et moderne, kraftigt grafikkort er afgørende for at opleve teknologien fuldt ud.
Selv med de nyeste GPU'er er det ikke muligt at spore hver eneste lysstråle i en scene ved jævne billedhastigheder. Det resulterer i støjende billeder, som kræver efterbehandling for at blive renset. På grund af disse begrænsninger gengiver de fleste spil strålesporede scener i en lavere opløsning og bruger opskaleringsteknikker som DLSS eller FSR for at bevare billedkvaliteten.
En anden forhindring er, at ikke alle spil understøtter raytracing. Det er ikke så enkelt som at købe et RTX 50 Series-kort og pludselig se alle spil forvandlet. Den gode nyhed er, at Microsofts DirectX 12 indeholder indbygget understøttelse af raytracing, hvilket gør det nemmere for udviklere at implementere.
En sidste udfordring er, at traditionel rasterisering er blevet ekstremt god til at simulere realistisk belysning. Den er stadig afhængig af tilnærmelser og smarte tricks, og nogle effekter er umulige uden raytracing, men udviklerne har forfinet rasteriseringsteknikkerne til et punkt, hvor den visuelle forskel ikke altid retfærdiggør beregningsomkostningerne ved raytracing.
De bedste Ray Tracing-spil
Strålesporing i realtid har eksisteret i et par år nu, og masser af spil viser, hvad det kan gøre. Her er nogle markante titler, der fremhæver teknologien:
- Alan Wake 2
- Sort myte: Wukong
- Kontrol
- Cyberpunk 2077
- Ghostwire: Tokyo
- Indiana Jones og den store cirkel
- Marvels Spider-Man
- Metro Exodus
- Minecraft RTX
- Ratchet & Clank: Rift Apart
- Resident Evil Village
- Skyggen af Tomb Raider
- Watch Dogs: Legion
Du kan finde en sorterbar liste over spil med strålesporing på Nvidias hjemmeside. Selv om den fokuserer på Nvidias teknologier, er den stadig en nyttig ressource til at finde spil, der viser raytracings muligheder.