Nie ustają wysiłki na rzecz uzyskania prawdziwie fotorealistycznej grafiki. Czy nowe sposoby na oświetlanie sceny pomogą w osiągnięciu tego celu?
Raytracing po nowemu
Naukowcy z Dartmouth, we współpracy z partnerami branżowymi, opracowali techniki oprogramowania, które sprawiają, że oświetlenie na obrazach generowanych komputerowo wygląda bardziej realistycznie. Badania zostaną zaprezentowane podczas zbliżającej się konferencji ACM SIGGRAPH, najważniejszego miejsca wydarzenia wśród badaczy grafiki komputerowej.
Nowe techniki koncentrują się na grafice „w czasie rzeczywistym”, która musi zachować iluzję interaktywności, gdy sceny zmieniają się w odpowiedzi na ruchy użytkownika. Technika ta może być używana w aplikacjach takich jak gry wideo, rozszerzona rzeczywistość czy różnego rodzaju naukowe narzędzia wizualizacji.
Badania pokazują jak programiści mogą tworzyć wyrafinowane efekty świetlne, dostosowując popularną technikę renderowania znaną jako ray tracing.
Wojciech Jarosz, profesor informatyki z Dartmouth, zauważa:
W ciągu ostatniej dekady ray tracing radykalnie zwiększył realizm i bogactwo wizualne obrazów generowanych komputerowo w filmach, w których wyprodukowanie tylko jednej klatki może zająć wiele godzin. Nasze artykuły opisują dwa bardzo różne podejścia do stosowania realistycznego oświetlenia opartego na ray tracingu z uwzględnieniem ograniczeń jakie niesie ze sobą generowanie grafiki czasu rzeczywistego”.
NVIDIA
Pierwszy projekt, opracowany we współpracy z firmą NVIDIA, pokazuje to co będą oferowały gry tworzone wówczas, gdy programiści zaczną wykorzystywać sprzętowo wspomaganą platformę RTX firmy NVIDIA do śledzenia promieni świetlnych. W najnowszych grach zaczęto już zresztą używać RTX do fizycznego poprawiania cieni i odbić, ale jakość i złożoność oświetlenia jest obecnie ograniczona przez niewielką liczbę promieni, które można śledzić na jedną klatkę animacji.
Czytaj także:SIlnik gier Godot w wersji 3.2.1
Nowa technika, [cite]reservoir-based spatiotemporal importance resampling (ReSTIR)[cite] - nazwijmy ją sobie dla uproszczenia resamplingiem - tworzy realistyczne oświetlenie i cienie z milionów sztucznych źródeł światła. Podejście zgodne z metodologią ReSTIR radykalnie zwiększa wydajność renderowania z użyciem karty graficznej komputera a to dzięki ponownemu użyciu promieni, które były śledzone w sąsiednich pikselach i we wcześniejszych klatkach.
Przeczytaj też: Material Maker v0.9
Nowa technika może być już obecnie uwzględniana przy projektowaniu przyszłych gier na co są spore szanse - działa do 65 razy szybciej niż poprzednie techniki renderowania.
[cite]Ta technologia jest nie tylko ekscytująca ze względu na to, co może wnieść do aplikacji czasu rzeczywistego, takich jak gry, ale także ze względu na jej wpływ na przemysł filmowy i nie tylko” - powiedział Benedikt Bitterli, doktorant z Dartmouth, który był pierwszym autorem artykułu o resamplingu.Activision
Drugi projekt był prowadzony we współpracy z Activision. Tradycyjne podejście do raytracingu polega na tym, że gry generują złożone oświetlenie oparte na ray tracingu tylko raz i to w ramach czasochłonnego procesu. Oświetlenie stworzone za pomocą tej techniki można łatwo wyświetlić podczas rozgrywki, ale jest ono ograniczone do przyjęcia stałej konfiguracji sceny. W rezultacie takie oświetlenie nie może łatwo reagować na ruch postaci i kamer.
Activision stopniowo ewoluowało swój system UberBake z podejścia statycznego do takiego, który może przedstawiać subtelne zmiany oświetlenia w odpowiedzi na interakcje gracza, takie jak włączanie i wyłączanie świateł lub otwieranie i zamykanie drzwi.
