Os videogames modernos podem parecer incríveis e, no passado, vimos mudanças sísmicas entre cada console e geração de placas gráficas. Mas esse não tem sido o caso nos últimos anos, pois os jogos se concentram menos em bombear mais polígonos e, ao invés disso, fazem atualizações pequenas, mas significativas, com coisas como qualidade de textura, resolução, iluminação e efeitos visuais..

O Ray Tracing parece ser mais um daqueles upgrades aparentemente modestos, mas potencialmente significativos, que atingirão o cenário dos jogos em um futuro próximo..

O que é o traçado de raios que você poderia perguntar? É uma maneira muito mais avançada e realista de renderizar luz e sombras em uma cena. É o que filmes e programas de TV usam para criar e misturar incríveis trabalhos de computação gráfica com cenas da vida real. A desvantagem é que o rastreamento de raios geralmente requer farms de servidores extensivos para pré-renderizar gráficos. Isso foi pedir demais de um videogame interativo em tempo real rodando em uma caixa compacta em sua casa.

Bem, pelo menos até agora. Na Game Developers Conference, a Nvidia, a Microsoft e a AMD anunciaram iniciativas que finalmente tornarão o ray tracing possível em jogos em tempo real, o que significa efeitos deslumbrantes e mundos de jogo muito mais imersivos. Aqui está uma olhada no que esperar, quem está envolvido nesse novo empurrão e o que eles estão trazendo para a mesa.

O que é traçado de raios??

Ray tracing é uma técnica de renderização que pode produzir efeitos de iluminação incrivelmente realistas. Essencialmente, um algoritmo pode traçar o caminho da luz e depois simular a maneira como a luz interage com os objetos virtuais que finalmente atinge no mundo gerado por computador..

Vimos os efeitos de iluminação no jogo se tornarem cada vez mais realistas ao longo dos anos, mas os benefícios do traçado de raios são menos sobre a própria luz e mais sobre como ela interage com o mundo.

O rastreio de raio permite sombras e reflexos dramaticamente mais realistas, juntamente com translucidez e dispersão muito melhoradas. O algoritmo leva em conta onde a luz atinge e calcula a interação e interação, assim como o olho humano processaria luz real, sombras e reflexos, por exemplo. A maneira como a luz atinge objetos no mundo também afeta quais cores você vê.

Com poder computacional suficiente disponível, é possível produzir imagens CG incrivelmente realistas, quase indistinguíveis da vida. Mas esse é o problema: mesmo um PC de jogos bem equipado só tem tanto poder de GPU para trabalhar, quanto mais um console de jogos moderno..

O rastreamento de raio é usado extensivamente no desenvolvimento de imagens de computação gráfica para filmes e programas de TV, mas isso ocorre porque os estúdios podem aproveitar o poder de todo um farm de servidores (ou computação em nuvem) para fazer o trabalho. E mesmo assim, pode ser um processo longo e laborioso. Fazê-lo em tempo real tem sido muito desgastante para o hardware de jogos existente.

Em vez disso, os videogames usam a rasterização, que é uma maneira muito mais rápida de renderizar gráficos de computador. Ele converte os gráficos 3D em pixels 2D para serem exibidos na tela, mas a rasterização requer que os shaders retratem efeitos de iluminação razoavelmente realistas..

Os resultados simplesmente não parecem tão naturais ou realistas quanto com o traçado de raios. Os benefícios desta tecnologia provavelmente não parecerão individualmente alucinantes, mas os aprimoramentos coletivos podem realmente elevar o realismo dos mundos de jogos interativos..

Quem está trabalhando no traçado de raios?

A Microsoft é o maior peixe nesta nova lagoa de rastreamento de raios de vídeo, como a empresa anunciou o DirectX Raytracing (DXR) na DirectX 12 API. Eles criaram a estrutura para a introdução e computação de raios no mundo e tornaram possível que os desenvolvedores comecem a experimentar a tecnologia para ver o que é possível em seus mecanismos de jogo..

E eles não estão sozinhos: a Microsoft tem trabalhado com vários dos maiores fabricantes de jogos e criadores de mecanismos de jogo do mundo para ajudar a introduzir o rastreamento de raios nos jogos para PC. Os motores Frostbite e SEED da Electronic Arts serão compatíveis, juntamente com o onipresente motor Unreal Engine e Unity visto em toda a indústria.

Os criadores também podem começar imediatamente, graças a um DXR DXR experimental disponível agora. Microsoft compartilhará mais detalhes sobre o GDC 2018 nesta semana.

Trazer o traçado de raios à vida nos jogos requer incrível poder de GPU, portanto, sem surpresa, a Nvidia também está liderando a carga. A tecnologia RTX da empresa aproveita uma década de trabalho em algoritmos gráficos e GPUs, e eles estão trabalhando em estreita colaboração com a API DXR da Microsoft para que os desenvolvedores possam acelerar rapidamente.

De acordo com a Nvidia, "algoritmos com qualidade de filme" e atualizações em sua GameWorks API fornecerão iluminação, reflexos, sombras e efeitos relacionados com um nível de fidelidade nunca antes visto. E as GPUs da Volta da Nvidia serão compatíveis, é claro.

E a AMD também não será deixada para trás. Eles ainda não compartilharam tanto quanto a Nvidia, mas anunciaram recursos de "rastreamento de raios em tempo real" através do mecanismo de renderização ProRender e do Radeon GPU Profiler 1.2. No entanto, o anúncio da AMD parece menos focado em jogos neste momento, e mais sobre como melhorar os fluxos de trabalho e os resultados dos desenvolvedores com uma mistura de ray tracing e rasterization.

Quando vamos ver os benefícios?

Embora a abordagem da AMD ainda não pareça direcionada aos jogos, esse mesmo tipo de abordagem mista provavelmente é o que veremos no mundo dos jogos para começar. Como o blog oficial da Microsoft sugeriu, o DirectX Raytracing "complementará as técnicas de renderização atuais".

Em outras palavras, isso vai fazer alguns melhorias sobre a rasterização, mas não totalmente substituí-lo. Mesmo as GPUs de amanhã provavelmente não estão totalmente à altura dessa tarefa. Mas ray tracing será outra ferramenta nos kits de ferramentas dos desenvolvedores de jogos, e um que se tornará cada vez mais importante ao longo do tempo.

A Microsoft sugere que o ray tracing ganhará mais foco "nos próximos anos" para coisas que a rasterização não se destaca, incluindo a iluminação global. "Eventualmente, ray tracing pode substituir completamente a rasterização como o algoritmo padrão para renderização de cenas 3D", conclui o post.

Essa é uma possibilidade distante, mas estes são passos importantes na direção certa. As novas demonstrações tecnológicas da Nvidia mostram que empresas como Remedy Entertainment (Quantum Break) e Epic Games (Fortnite) já estão aprendendo os detalhes do traçado de raios e fornecendo resultados deslumbrantes..

Parece possível que o rastreio de raios comece a ser lançado em jogos rodando em GPUs de última geração (como a série Volta da Nvidia) em um futuro próximo, talvez mais tarde em 2018. Nada é concreto ainda, no entanto.

Por enquanto, é excitante pensar que essa capacidade tão esperada está finalmente no horizonte - e isso só ajudará a preencher a lacuna na fidelidade gráfica entre os mundos interativos e o tipo de incrível trabalho em CGI visto na tela grande..

Estamos no terreno na Game Developers Conference (GDC) em São Francisco esta semana, cobrindo as últimas novidades em jogos, de dispositivos móveis e consoles a headsets de realidade virtual. Fique em dia com as últimas novidades GDC 2018 tão longe!

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