איתור קרני היא טכניקת תאורה שמביאה רמה נוספת של ריאליזם למשחקים. הוא מחקה את הדרך שבה האור משתקף ונשבר בעולם האמיתי, ומספק סביבה אמינה יותר ממה שנראה בדרך כלל באמצעות תאורה סטטית במשחקים מסורתיים יותר. אבל מהו מעקב אחר קרניים, בדיוק? ויותר חשוב, איך זה עובד?
תוכן
- פוטונים וירטואליים
- בואו נהיה אמיתיים
- החומרה מאחורי הקרניים
- מה עם AMD?
- איך אתה יכול לראות איתור קרניים בבית?
כרטיס גרפי טוב יכול להשתמש ב-ray tracing כדי לשפר את הטבילה, אבל לא כל ה-GPUs יכולים להתמודד עם טכניקה זו. המשך לקרוא כדי להחליט אם מעקב אחר קרניים חיוני לחוויית המשחק שלך ואם זה מצדיק הוצאה של מאות על GPU משודרג.
סרטונים מומלצים
פוטונים וירטואליים
כדי להבין כיצד פועלת מערכת התאורה המהפכנית של ray tracing, עלינו לצעוד אחורה להבין כיצד משחקים בעבר שינו אור, כמו גם מה צריך לחקות עבור פוטוריאליסטי ניסיון.
קָשׁוּר
- ה-Nvidia GPU המסתורי הזה הוא מפלצתיות מוחלטת - והרגע קיבלנו מבט נוסף
- ה-GPU החשוב ביותר של הדור הבא של Nvidia נמצא במרחק של פחות משבועיים
- RTX 4060 של Nvidia עשוי להגיע מוקדם מהצפוי
משחקים ללא מעקב אחר קרניים מסתמכים על תאורה סטטית "אפויה". מפתחים מציבים מקורות אור בתוך סביבה הפולטת אור באופן שווה על פני כל נוף נתון. יתרה מכך, מודלים וירטואליים כמו NPCs ואובייקטים אינם מכילים מידע על כל דגם אחר, מה שמחייב את ה-GPU לחשב התנהגות אור במהלך תהליך העיבוד. טקסטורות פני השטח יכולות לשקף אור כדי לחקות ברק, אבל רק אור הנפלט ממקור סטטי. קח את ההשוואה של
השתקפויות ב GTA Vלהלן כדוגמה.
בסך הכל, האבולוציה של ה-GPU עזרה לתהליך זה להפוך למציאותי יותר במראה לאורך השנים, אבל משחקים עדיין לא פוטוריאליסטיים מבחינת השתקפויות, שבירה וכלליות בעולם האמיתי תְאוּרָה. כדי להשיג זאת, ה-GPU זקוק ליכולת להתחקות אחר קרני אור וירטואליות.
בעולם האמיתי, האור הנראה הוא חלק קטן ממשפחת הקרינה האלקטרומגנטית הנתפסת על ידי העין האנושית. הוא מכיל פוטונים שמתנהגים גם כחלקיק וגם כגל. לפוטונים אין גודל או צורה אמיתיים - הם יכולים להיווצר או להרוס רק.
עם זאת, ניתן לזהות את האור כזרם של פוטונים. ככל שיש לך יותר פוטונים, כך האור הנתפס בהיר יותר. השתקפות מתרחשת כאשר פוטונים קופצים ממשטח. שבירה מתרחשת כאשר פוטונים - הנעים בקו ישר - עוברים דרך חומר שקוף והקו מכוון מחדש או "מכופף". פוטונים שהושמדו יכולים להיתפס כ"נספגים".
מעקב אחר קרניים במשחקים מנסה לחקות את הדרך שבה האור פועל בעולם האמיתי. הוא עוקב אחר נתיב האור המדומה על ידי מעקב אחר מיליוני פוטונים וירטואליים. ככל שהאור בהיר יותר, כך ה-GPU חייב לחשב יותר פוטונים וירטואליים, וככל שיותר משטחים הוא ישתקף, ישבר ויתפזר ממנו וממנו.
התהליך אינו חדש. CGI השתמשה במעקב אחר קרניים במשך עשרות שנים, למרות שהתהליך הצריך חוות מחשבים בימים הראשונים כדי ליצור סרט מלא, בהינתן פריים בודד יכול לקחת שעות או אפילו ימים לעיבוד. כעת, מחשבים ביתיים יכולים לחקות גרפיקה בעקבות קרינה בזמן אמת, תוך מינוף האצת חומרה ותחבולות תאורה חכמים כדי להגביל את מספר הקרניים למספר שניתן לניהול.
הנה פתיחת העיניים האמיתית: כמו כל סרט או תוכנית טלוויזיה, סצנות באנימציית CGI "מצולמים" בדרך כלל באמצעות זוויות שונות. עבור כל פריים, אתה יכול להזיז מצלמה כדי ללכוד את הפעולה, להתקרב, להתרחק או להזיז אזור שלם. וכמו אנימציה, עליך לתפעל הכל על בסיס פריים אחר פריים כדי לחקות תנועה. חבר את כל הצילומים יחד, ויש לך סיפור זורם.
במשחקים, אתה שולט במצלמה אחת שתמיד בתנועה ותמיד משנה את נקודת המבט, במיוחד במשחקים בקצב מהיר. גם במשחקי CGI וגם במשחקי קרינה, ה-GPU לא רק חייב לחשב כיצד האור משתקף ונשבר בכל סצנה נתונה, אלא הוא חייב גם לחשב כיצד הוא נקלט על ידי העדשה - נקודת המבט שלך. עבור משחקים, זו כמות עצומה של עבודה חישובית עבור מחשב או קונסולה בודדים.
למרבה הצער, עדיין אין לנו מחשבים אישיים ברמת הצרכן שיכולים באמת להציג גרפיקה עם עקבות קרינה בקצבי פריימים גבוהים. במקום זאת, יש לנו כעת חומרה שיכולה לרמות ביעילות.
בואו נהיה אמיתיים
הדמיון הבסיסי של מעקב אחר קרני לחיים האמיתיים הופך אותו לטכניקת רינדור תלת מימד מציאותית ביותר, אפילו מייצרת משחקים קוביים כמו מיינקראפט נראה כמעט מציאותי בתמונות בתנאים הנכונים. יש רק בעיה אחת: זה מאוד קשה לדמות. שחזור אופן פעולת האור בעולם האמיתי הוא מסובך ועתיר משאבים, דורש המוני כוח מחשוב.
זו הסיבה שאפשרויות מעקב קרניים קיימות במשחקים, כמו מעקב קרני מונע RTX של Nvidia, אינן נאמנות לחיים. הם אינם מעקב קרני אמיתי, לפיו כל נקודת אור מדומה. במקום זאת, ה-GPU "מרמה" על ידי שימוש במספר קירובים חכמים כדי לספק משהו קרוב לאותו אפקט חזותי אך מבלי להטיל מס על החומרה.
Battlefield V: Ray Tracing אוסף קולנועי - GEFORCE COMMUNITY SHOWCASE
רוב משחקי איתור הקרניים משתמשים כעת בשילוב של טכניקות תאורה מסורתיות, הנקראות בדרך כלל רסטריזציה, ומעקב אחר קרניים על משטחים ספציפיים כמו שלוליות מחזירות אור ועבודות מתכת. Battlefield V הוא דוגמה מצוינת לכך. אתה רואה את השתקפות החיילים במים, השתקפות השטח במטוסים, והשתקפות פיצוצים על פני צבע המכונית. אפשר להראות השתקפויות במנועי תלת מימד מודרניים, אבל לא ברמת הפירוט שמוצגת במשחקים כמו Battlefield V כאשר מעקב קרניים מופעל.
ניתן גם למנף את מעקב קרני עבור צללים כדי להפוך אותם למראה דינמי ומציאותי יותר. אתה תראה שזה היה משפיע מאוד ב Shadow of the Tomb Raider.
Shadow of the Tomb Raider: GeForce RTX Real-Time Ray Traced Shadows
תאורה בעקבות קרינה יכולה ליצור צללים הרבה יותר מציאותיים בסצנות חשוכות ובהירות, עם קצוות רכים יותר והגדרה גדולה יותר. השגת המראה הזה ללא מעקב אחר קרניים היא קשה במיוחד. מפתחים יכולים לזייף רק באמצעות שימוש זהיר ומבוקר במקורות אור סטטיים מוגדרים מראש. הצבת כל "אורות הבמה" הללו לוקחת הרבה של זמן ומאמץ - וגם אז, התוצאה לא ממש נכונה.
חלק מהמשחקים עושים את כל החזירים ומשתמשים במעקב אחר קרניים להארה גלובלית, ולמעשה עוקבים אחר סצנה שלמה. אבל זו האפשרות היקרה ביותר מבחינה חישובית וצריכה את הכרטיסים הגרפיים המודרניים החזקים ביותר כדי לפעול ביעילות. מטרו אקסודוס משתמש בטכניקה זו, אם כי היישום אינו מושלם.
Metro Exodus: הדגמת תאורה עולמית #2 של GeForce RTX בזמן אמת Ray Traced
בגלל זה, חצי מידה כמו רק צללים מעקבי קרניים או משטחים מחזירי אור הם פופולריים. משחקים אחרים ממנפים טכנולוגיות של Nvidia כמו דה-noising ו סופר דגימת למידה עמוקה כדי לשפר את הביצועים ולכסות חלק מהשיהוקים החזותיים המתרחשים כתוצאה מעיבוד פחות קרניים ממה שהיה נחוץ כדי ליצור סצנה אמיתית עם עקבות קרניים. אלה עדיין שמורים לצילומי מסך וסרטים מעובדים מראש, שבהם שרתים בעלי עוצמה גבוהה יכולים לבלות ימים בעיבוד פריימים בודדים.
החומרה מאחורי הקרניים
כדי להתמודד אפילו עם ההטמעות הצנועות יחסית הללו של מעקב קרניים, הכרטיסים הגרפיים מסדרת RTX 20 של Nvidia הציגו חומרה שנבנתה במיוחד למעקב אחר קרניים.
כעת, כל כרטיסי ה-RTX תומכים במעקב אחר קרניים, ולמעבדי ה-GPU העדכניים ביותר מסדרת RTX 40 יש דרך נוספת לרמות ביצועים. SER, או סידור מחדש של ביצוע Shader, זמין ב- RTX 4090 ו-RTX 4080, ו-Nvidia אומרת שהוא יכול להגביר את הביצועים ב-25% במשחקים עם מעקב אחר קרניים. זה עובד על ידי סידור מחדש כאשר הוראות מעקב הקרניים מעובדות על ידי ה-GPU, ומייעל את המשימה עבור כוח החישוב הזמין.
למרות שהימים הראשונים של איתור הקרניים היו קשים, הקלפים האחרונים של Nvidia היו בעלי ביצועים טובים בהרבה. עם SER בדור הבא, יחד עם DLSS 3, אנו עשויים לראות מעקב אחר קרניים שלא תופס את קצב הפריימים שלך.
NEON NOIR: השתקפויות של Ray Traced בזמן אמת - מושגת עם CRYENGINE
איתור הקרניים של Nvidia עם זאת, השיטה אינה האפשרות היחידה הזמינה. ישנם גם אפקטים שלאחר עיבוד Reshade "מעקב אחר נתיב" המספקים חזותיים דומה ללא משהו כמו אותו ביצועים.
Skyrim SE 2019 - RAY TRACING - Marty McFly's RT Shader - Ultra Modded - 4k
ל-AMD יש אפשרויות למעקב אחר קרניים גם עכשיו, אליהן נגיע בהמשך.
אתה עדיין תרצה א כרטיס מסך חזק למעקב אחר קרניים ללא קשר למימוש, אך ככל שהטכניקה תופסת את מפתחי המשחקים, אנו עשויים לראות מגוון רחב יותר של חומרה תומכת במחירים נוחים בהרבה.
מה עם AMD?
AMD נאבקה במהלך השנים האחרונות לספק מעקב אחר קרניים מואץ בחומרה, אך זה השתנה עם השקת ה-RX 6800, 6800 XT ו-6900 XT. הכרטיסים החדשים הללו כוללים תמיכה ב-DirectX 12 ray tracing ומספקים ביצועים מצוינים, גם אם AMD לא ממש ברמה של Nvidia במחלקת איתור הקרניים (קרא שלנו RX 6800 XT מול RTX 3080 ו RX 6900 XT מול RTX 3090 השוואות לעוד).
זה כמעט לא מפתיע, בהתחשב ב ארכיטקטורת Big Navi הפעלת כרטיסי ה-RX 6000 של AMD היא הדור הראשון של האצת מעקב קרניים. זו אותה ארכיטקטורה שמניעה את הוויזואליות ב- פלייסטיישן 5 ו-Xbox Series X, המספק רמה נמוכה יותר של ביצועים בסך הכל מכרטיסי הדגל של Nvidia. עם זאת, מכיוון שמעקב קרניים הוא תכונה בולטת בקונסולות מהדור הבא, אנו מצפים לתמיכה ואופטימיזציות טובות יותר קדימה. בעתיד הקרוב, נראה את הופעת הבכורה של AMD FidelityFX Super Resolution (FSR) למחשבי גיימינג וגם הגרסאות האחרונות של Microsoft Xbox.
איך אתה יכול לראות איתור קרניים בבית?
תזדקק לכרטיס גרפי עדכני - ויקר - כדי לראות מעקב אחר קרניים בבית. מעקב אחר קרניים מואץ בחומרה זמין רק ב-Nvidia RTX GPUs או ב-GPUs מסדרת RX 6000 של AMD. כרטיסים מסדרת GTX 10 ו-16 תומכים במעקב אחר קרניים אך חסרות ליבות RT כדי לעשות זאת בנוחות ניתן לשחק.
אם אתה מצפה לשחק ברזולוציות מעל 1080p ועם קצבי פריימים של 60 פריימים לשנייה או יותר, ההימור הטוב ביותר שלך הוא לבזבז כרטיס גרפי מהשורה הראשונה. ב-4K, ה-RTX 3080 ו-RX 6800 XT הם הכרטיסים הבולטים, אבל אתה יכול להסתדר עם RTX 3070 או RX 6800 אם אתה מוכן לעבור ל-1440p בכותרים מסוימים.
יש מבחר מוגבל של משחקים התומכים ב-ray tracing, אבל המספר הולך וגדל. דוגמאות מובילות למעקב אחר קרניים כוללות הדגמות RTX מוקדמות, כמו Battlefield V, Shadow of the Tomb Raider, ו מטרו אקסודוס. משחקים אחרונים יותר כמו לִשְׁלוֹט ו MechWarrior 5: שכירי חרב גם נראה משכנע. הישאר באור הוא משחק אימה אינדי שנבנה באמצעות צללים והשתקפויות בעקבות קרניים. המחודש Quake II עם מעקב אחר קרני RTX הוא עוד דוגמה פנטסטית.
יש פחות משחקי מעקב אחר קרניים בשוק, אבל התעשייה צומחת. כפי ש הפלייסטיישן 5 ו Xbox Series X להתחיל לפרסם מעקב אחר קרני, מתחרים יגיעו בקרוב. המשחק מרובה פלטפורמות Watch Dogs 2 שונה מהחדש כלבי שמירה: לגיון, שכן המשחק החדש יזם איתור קרניים לעבודה על קונסולות ומחשבים.
נסה להשתמש איתור קרני Port Royal של UL Benchmark כדי לקבוע אם המחשב שלך יעבוד עם מעקב אחר קרניים.
המלצות עורכים
- אפילו השותפים של Nvidia לא מאמינים ב-RTX 4060 Ti החדש
- RTX 4060 של Nvidia אולי לא יהיה כזה אכזבה אחרי הכל
- כיצד להמיר את קלטות ה-VHS שלך ל-DVD, Blu-ray או דיגיטלי
- AMD עשויה לרסק את Nvidia עם ה-GPUs של המחשב הנייד שלה - אבל היא שקטה בחזית שולחן העבודה
- Nvidia RTX 4060 Ti לעומת RTX 4070: השוואה בין ה-GPUs בטווח הביניים של Nvidia
