Son zamanlarda en ufak tefek oyun ve grafik haberlerini bile aldıysanız, en son ve en iyi "buzzword: ray" izlemesini duydunuz. Ayrıca, yol takibi adı verilen benzer bir sesli kelime duymuş olabilirsiniz. Ve süreçlerden birinin ne olduğunu tam olarak anlamadığınız için tamamen affedilmiş olabilirsiniz.
Basit bir açıklama, hem patntraklamanın hem de ışın izlemenin, daha gerçekçi görünen görüntülere önemli ölçüde daha fazla maliyetle sonuçlanan grafik teknikleri olduğudur. hesaplamalı güç. YouTube'da ışın izlemenin belirli yönlerini açık bir şekilde gösteren, ancak aynı zamanda bir sisteme verdiği stresi gösteren bir Mini video var.
İhtiyacınız olan tek açıklama buysa, harika! Ancak, derin kazmak ve her tekniğin nasıl çalıştığını öğrenmek istiyorsanız ve GPU donanım şirketlerinin ışın izleme yetenekleri için küçük bir servet talep ettiklerini öğrenmek için okumaya devam edin.
Rasterleştirme ve Bilgisayar Grafikleri
Bilgisayar ekranında gördüğünüz hiçbir resim bu resim olarak başlamadı. Bir raster veya bir vektör görüntüsü olarak başlar. Bir raster görüntü, gölgeli piksel koleksiyonundan oluşur.
Bir vektör görüntüsü, görüntünün neredeyse süresiz olarak artırılabileceği anlamına gelen matematiksel formüllere dayanır. Vektör görüntülerinin dezavantajı, daha kesin ayrıntıların elde edilmesinin zor olmasıdır. Vektör görüntüleri en az yalnızca birkaç renk gerektiğinde kullanılır.
Rasterleştirmenin asıl gücü, özellikle ışın izleme gibi tekniklerle karşılaştırıldığında, hızıdır. GPU'nuz, orgraphics işlem biriminiz, oyuna küçük şekillerden, genellikle de üçgenlerden oluşan bir 3D görüntü oluşturmasını söyleyecektir. Bu üçgenler ayrı piksellere dönüştürülür ve ekranda gördüğünüz resmi oluşturmak için gölgelendirici kullanılır.
Rasterleştirme, video oyun grafikleri için ne kadar çabuk işlenebildiğinden uzun süredir go-to-go seçeneği oldu, butas mevcut teknoloji sınırlarını aşmaya başlıyor, daha ileri tekniklere ihtiyaç duyulmadan daha ileri tekniklere ihtiyaç duyuluyor seviyesi. Raytracing'in girdiği yer burasıdır.
Ray izleme, aşağıdaki görüntünün gösterdiği gibi, çok daha gerçekçi görünüşte görünüyor. Buradaki tencereye ve kaşıktaki yansımalara bakın.
Ray İzleme nedir?
Yüzey düzeyinde, ışın izleme, ışık ve nesnenin tek bir kesişiminden fotogerçekçiliği tamamlamak için her şey anlamına gelen bir anlamsız terimdir. Bununla birlikte, günümüzde kullanılan en yaygın bağlamda, ışın izleme, belirli bir noktadan bir ışık huzmesini (piksel cinsinden) izleyen ve nesnelerle karşılaştığında nasıl tepki verdiğini taklit eden bir oluşturma tekniğini ifade eder.
Bir dakika ayırın ve bulunduğunuz odanın duvarına bakın. Duvarda bir ışık kaynağı var mı veya duvardan başka bir kaynaktan gelen ışık yansıyor mu? Işın izlemeli grafikler gözünüzde başlar ve duvara bakış açınızı izler ve ardından ışık yolunu izler.duvar ışık kaynağına geri döndü.
Yukarıdaki şekil nasıl olduğunu göstermektedir bu çalışıyor. Simüle edilmiş “gözler” in nedeni (thisdiagramdaki kamera) GPU’daki yükü azaltmaktır.
Neden? Ray izleme yepyeni değil. Aslında bir süredir buralardaydı. Pixar, filmlerinin birçoğunu oluşturmak için ışın izleme tekniklerini kullanır, ancak Pixar'ın zaman aldığı çözünürlüklerde kare kare yüksek kaliteli grafikler kullanır.
Çokzaman. Canavarlar Üniversitesi'deki bazı çerçevelerin her biri 29 saat sürdü. Oyuncak Hikayesi 3, çerçevelerin başına ortalama 7 saat sürdü, bazı çerçeveler ise Wired'dan 2010 öyküsüne göre 39 saat sürdü.
Film, herkesin bildiği ve sevdiği grafik stilini yaratması için her yüzeyden gelen ışığın yansımasını gösterdiğinden, iş yükü neredeyse düşünülemez. Işın izleme tekniklerini yalnızca gözün görebileceği şekilde sınırlayarak, oyunlar, grafik işlemcinizin (değişmez) bir erimesine neden olmadan teknikten yararlanabilir.
Aşağıdaki resme bakın.
Ne kadar gerçek göründüğüne rağmen bu bir fotoğraf değil. Işın izlemeli bir görüntü. Buna benzeyen bir görüntü oluşturmak için ne kadar güç gerektiğini hayal etmeye çalışın. Bir ışın çok fazla sorun olmadan izlenebilir ve işlenebilir, ancak bu ışın bir nesneden sıçradığında ne olacak?
Tek bir ışın 10 ışın haline gelebilir ve bu 10 birim 100'e dönüşebilir, vb. Artış üstel. Bir noktadan sonra, zıplar ve üçüncül ve dördüncül göstergenin ötesinde yansımalar azalan getiriler. Başka bir deyişle, değerleri hesaplamak ve göstermek için çok daha fazla güce ihtiyaç duyarlar. Bir görüntüyü oluşturma uğruna, bir yere bir sınır çizilmesi gerekir.
Şimdi yapmayı düşünün Bu 30 ila 60 kez persecond. Işın izlemesi tekniklerini kullanmak için gereken güç budur. Kesinlikle etkileyici, değil mi?
Işın izleme özelliği olan grafik kartlarının elde edilebilirliği zaman geçtikçe artacaktır ve sonunda bu teknik 3D grafikler kadar hazır olacaktır. Şimdilik, yine de, ışın izleme hala bilgisayar grafikleri son teknoloji olarak kabul edilir. Öyleyse pathtracing nasıl devreye giriyor?
Yol İzleme Nedir?
Yol izleme bir ışın izleme türüdür. Şemsiyenin altına düşüyor, ancak ray izlemenin başlangıçta 1968'de teorikleştirildiği yerlerde, yol izleme 1986 yılına kadar sahneye çıkmadı (ve sonuçlar şu andaki kadar çarpıcı değildi.)
Işınlanan katlanarak artan artışı hatırlayın. daha erken? Yol izleme buna bir çözüm sunar. Render için patnthracing kullanırken, ışınları sıçrama başına sadece tek bir ışın üretir. Işın sıçraması, sıçrama başına belirli bir çizgiyi izlemiyor, bunun yerine rastgele bir yönde çekiyor.
Daha sonra, yol izleme algoritması, son görüntüyü oluşturmak için tüm ışınların tekrar örneklemesini alır. Bu, çeşitli aydınlatma türlerinin örneklenmesiyle sonuçlanır, ancak özellikle küresel aydınlatma.
Yol izlemeyle ilgili ilginç bir şey, efektin gölgelendiricilerin kullanımıyla taklit edilebileceğidir. Son zamanlarda Zelda Efsanesi: Vahşetin Nefesi>ve Süper Mario Odysseygibi oyunlarda oyuncuların yolu izlemesine izin veren bir Nintendo Switch emülatörü için bir gölgelendirici yaklaştı. etkileri güzel görünüyor, gerçek yol takibi kadar tam değiller.
Yol izleme yalnızca bir tanesidir ışın izleme şekli. Görüntüleri oluşturmanın en iyi yolu olarak görünse de, yol izleme kendi kusurlarıyla sonuçlanır.
Ancak sonuçta, yol izleme ve ışın izlemesi kesinlikle çok güzel görüntüler sağlar. Tüketici sınıfı makinelerdeki donanım, video oyunlarında gerçek zamanlı olarak ışın izlemenin mümkün olduğu bir noktaya ulaştığında, endüstri 2D'den 3D'ye grafiklerin bir adımı kadar etkileyici bir atılım yapmak için hazır durumda.
Ancak, gerekli donanımın “uygun fiyatlı” olarak kabul edilmesinden önce, en azından birkaç yıl sürecek bir süre daha devam edecektir. Şu an için, gerekli grafik kartları bile 1000 dolardan fazlaya mal oldu.