El traçat de raigs és una tècnica per renderitzar gràfics per ordinador que crea una imatge traçant el recorregut dels raigs a través d'una escena. Els raigs poden interactuar amb els objectes de l'escena, rebotar-los i obtenir propietats, com ara el color.
Ray Tracing: conceptes bàsics
El traçat de raigs emula la il·luminació del món real. La llum que veiem és el resultat dels fotons emesos per fonts d'energia, com el sol. Els fotons poden rebotar i dispersar-se quan xoquen amb objectes. Un mirall és tot el que necessites per veure això en acció. La llum que colpeja un mirall crea un reflex.
El traçat de raigs simula això. El nombre de raigs traçats és insignificant en comparació amb el món real, on milions de fotons reboten pel nostre camp de visió. Els jocs moderns tracen entre un i quatre raigs per píxel. Tot i així, n'hi ha prou per simular el món real.
Traçar el camí d'un raig també li permet interactuar amb el món del joc. Un raig que rebota en un objecte vermell pot ser influenciat per aquest color, llançant un resplendor vermell a prop. Els raigs es poden dispersar de diferents maneres en funció de les propietats que els artistes d'un joc donen als objectes, permetent superfícies semi-reflexives o rugoses realistes.
El traçat de raigs és un pas important per als gràfics en 3D. Crea una imatge realista simulant la trajectòria dels raigs mentre es mouen a través d'un joc. Això condueix a una il·luminació que pot interactuar amb l'entorn fins i tot quan l'entorn no és visible per al jugador. El traçat de raigs no requereix maquinari dissenyat específicament per funcionar, però només és pràctic amb una targeta de vídeo o una consola de jocs que pot accelerar el traçament de raigs perquè és molt exigent.
Ray Tracing vs. Rasterització (o, gràfics en 3D com el coneixíeu)
És possible que encara et confonguis encara que entenguis aquesta explicació. Els reflexos estaven presents en els jocs passats, fins i tot els que ara tenen diverses dècades. En què és diferent el traçat de raigs?
Els jocs en 3D anteriors, i la majoria dels jocs moderns, utilitzen la rasterització. La rasterització combina els elements d'un món de joc en 3D visibles per al jugador en una imatge en 2D. Només mostra allò que hauria de ser visible per al jugador, ja que qualsevol rendiment utilitzat per generar allò que el jugador no pot veure es desaprofita. Tanmateix, això crea un problema.
Tornem a l'exemple d'un mirall. L'entorn del jugador i el personatge del jugador no són visibles per al jugador (almenys en un joc en primera persona). Amb la rasterització, no hi ha res perquè el mirall reflecteixi.
Per descomptat, els miralls existeixen als jocs moderns. Representen l'escena dues vegades. Una passada és des del punt de vista del jugador, mentre que una altra és des d'una perspectiva diferent. Tanmateix, això duplica el rendiment necessari per representar una escena.
Els reflexos de l'espai de la pantalla, una tècnica dels populars motors de jocs en 3D, utilitzen les dades de la pantalla per crear un reflex. Aquesta tècnica és ideal per a superfícies reflectants amb un angle respecte a la perspectiva del jugador, com l'aigua. Tanmateix, els objectes reflectits desapareixen si l'element reflectit es desplaça fora de la pantalla.
El traçat de raigs no comparteix aquests problemes perquè, a diferència de la rasterització, pot rastrejar fora de la perspectiva del jugador.
A més, en els jocs que permeten que els raigs interactuïn amb les superfícies, el traçat de raigs pot mostrar un sagnat de color realista i superfícies semi-reflectants difícils de gestionar per la rasterització.
Quin maquinari requereix el traçat de rayos?
El traçat de raigs no és una idea nova. Els científics informàtics van experimentar amb el traçat de raigs a principis dels anys vuitanta, creant imatges estàtiques amb il·luminació, reflexos i ombres realistes. Malauradament, van trigar hores a renderitzar-se.
Un videojoc necessita un traçat de raigs en temps real a 30 fotogrames per segon o més. Això només és possible amb una targeta de vídeo dissenyada per accelerar el traçat de raigs.
El traçat de raigs RTX de Nvidia es basa en silici anomenat Tensor Core. Els nuclis de tensor només es troben a les targetes de vídeo RTX. Les targetes GTX de Nvidia poden representar un joc mitjançant el traçat de raigs perquè, com s'ha dit, el traçat de raigs no requereix silici dissenyat específicament. Tanmateix, el rendiment és abismal en comparació amb les targetes RTX. I alguns jocs, com Minecraft amb traçat de raigs RTX, requereixen una targeta de vídeo RTX a causa de la manera específica en què permeten el traçat de raigs.
Les targetes AMD que acceleren el traçat de raigs no tenen una marca específica i no tenen silicona dedicada. En lloc d'això, utilitzen retocs de maquinari i actualitzacions de programari per obtenir millors resultats. És més difícil identificar les targetes AMD que acceleren el traçat de raigs, així que presteu atenció als detalls.
La PlayStation 5 i la Xbox Series X i S de Sony tenen maquinari gràfic d'AMD que pot accelerar el traçat de raigs. Tanmateix, depèn dels desenvolupadors activar-lo, i molts jocs no. Un exemple notable és Cyberpunk 2077, que admetia el seguiment de raigs RTX a l'ordinador al llançament, però no admetia el rastreig de raigs a les consoles de nova generació. La funció es promet per a consoles de nova generació en un pedaç futur.
