Праћење зрака^(Ray) је напредни облик компјутерске графике који симулира начин на који светлост функционише у стварном животу. Може да креира компјутерску графику која изгледа заиста фотореалистично.

У прошлости, праћење зрака било је ограничено на велике пројекте компјутерске графике, као што су холивудски ЦГ^{(Hollywood CG)} филмови. Сада се може наћи у игрању игара на рачунарима и ускоро у играћим конзолама следеће генерације.

Да бисмо разумели зашто је ово толико људи одушевило, морамо да упоредимо графику праћену зрацима са главним методом приказивања графике који се до сада користио: растеризацијом.

Растеризација против праћења зрака^{(Rasterization vs Ray Tracing)}

Модерна компјутерска графика у реалном времену изгледа невероватно! Тешко је замислити да то има везе са основном 3Д графиком од пре двадесет-тридесет година. Истина је да конзоле попут Плаистатион 1^{(Playstation 1)} и тренутне Плаистатион 4^{(Playstation 4)} користе исти основни метод за приказивање 3Д графике, а затим је стављају на ваш 2Д екран.

Ово је познато као растеризација^{(rasterization)} . „Растер“ је слика приказана као мрежа пиксела, што је управо оно што приказује ваш екран. Растеризација^{(Rasterization)} је процес претварања 3Д сцене у 2Д слику на екрану. 

Ово треба да се уради, јер је 3Д сцена, па, 3Д. Има дубину, тако да виртуелни објекти могу да се крећу један поред другог и да се посматрају са било које тачке гледишта. У процесу растеризације, рачунар мора да схвати како би та сцена изгледала да је ваш екран у суштини прозор у тај 3Д свет.

У стварном животу, сцена има текстуру и осветљење, као и облик, дубину и величину. Пошто је симулација светлости традиционално узимала више рачунарске снаге него што је способан било који кућни рачунар, програмери су креирали трикове и пречице да креирају нешто што изгледа блиско стварном светлу, боји и текстури користећи овај процес растеризације.

Праћење зрака^(Ray) је, на један начин, много једноставније. Уместо да покушава да користи дугачку листу трикова да створи илузију стварног светла, уместо тога симулира право светло. Сада када рачунар мора да схвати како би сцена изгледала кроз „прозор“ вашег екрана, он само покреће симулацију праћења зрака и све функционише.

У стварном свету, зраци светлости који улазе у ваше око одбијају се од свега другог у шта гледате пре него што стигну до мрежњаче. Праћење зрака^(Ray) постиже исти резултат на ефикаснији начин. То ради тако што снима симулиране „зраке“ светлости из „камере“ и пушта је да се одбија по виртуелној сцени, прикупљајући информације о боји и осветљености на путу. Ваш екран представља виртуелно око, тако да видите заиста реалистичан виртуелни свет.

Коришћењем праћења зрака, једна техника ствара објекте, рефлексије, сенке и друге елементе сцене који изгледају стварно. Тај реализам се дешава природно као резултат симулације, нису потребни трикови или пречице!

Где искусити праћење зрака^{(Where To Experience Ray Tracing)}

Ако желите да видите праћење зрака у акцији, све што треба да урадите је да погледате било који савремени филм који користи компјутерски генерисану графику. Ако гледате ЦГ филм као што је Прича о играчкама 4^{(Toy Story 4)} , све што видите је производ праћења зрака. 

Ако желите да истражите интерактивни свет праћен зрацима, тренутно постоји само једна игра у граду. РТКС серија Нвидиа ГПУ-^{(RTX series of Nvidia GPUs)} а, заједно са видео игрицама и апликацијама које подржавају ову технологију. Можете покренути неке апликације за праћење зрака са хардвером који није РТКС, али нећете добити добре перформансе. Обавезно погледајте наш чланак о најбољим играма које показују РТКС хардвер^{(best games that show off RTX hardware)} .

Проблем је што је РТКС^(RTX) хардвер и даље прилично скуп. Међутим, предстојећа генерација конзола за видео игре има подршку за праћење зрака. Што значи да главни свет игара може помоћи да се праћење зрака претвори у следећу велику технологију игара. Ипак, ако је праћење зрака тако тешко урадити у реалном времену, како ови нови ГПУ-ови^(GPUs) то управљају?

Како се постиже праћење зрака у реалном времену?^{(How Is Real Time Ray Tracing Achieved?)}

Сваки рачунар може да прикаже 3Д сцену користећи праћење зрака. Људи који раде са пакетима за 3Д рендеровање то раде годинама. Сваки савремени процесор^(CPU) може да изврши стварне прорачуне потребне за праћење путање светлости око сцене.

Међутим, савремени ЦПУ^(CPUs) и ГПУ-ови^(GPUs) не могу довољно брзо да смање те бројеве да би генерисали слику у реалном времену. На пример, огромним компјутерским фармама које се користе за прављење филмова као што су Монстерс ^(Monsters) Инц^(Inc) или Тои Стори^{(Toy Story)} потребни су сати да би се приказао један кадар коначног производа. 

Модерне видео игре, насупрот томе, морају да генеришу најмање тридесет кадрова сваке секунде да би се сматрале за играње, са златним стандардом који је тренутно постављен око 60 кадрова у секунди.

Дакле, како ГПУ-ови као што је Нвидиа РТКС^{(Nvidia RTX)} серија могу успети да користе метод праћења зрака при брзини кадрова за репродукцију? Одговор је да они не користе праћење зрака за све. Бар не у модерним насловима.

Трик је у комбиновању традиционалне графике са селективним праћењем зрака. РТКС картице имају наменски хардвер за праћење^(RTX) зрака који се налази уз традиционалнији ГПУ^(GPU) . На овај начин, праћење зрака може се користити за компензацију неких недостатака традиционалног графичког хардвера.

Постоје видео игре које^(are) можете да играте са РТКС^(RTX) картицом које су у потпуности праћене зрацима. Најбољи пример је Куаке ИИ РТКС^{(Quake II RTX)} . Ово је деценијама стара видео игра која је довољно једноставна да је могуће потпуно праћење зрака у реалном времену. Међутим, када је реч о примени чистог праћења зрака на тренутне видео игре, проћи ће године пре него што такав хардвер постане маинстреам.

Да ли Реј прати будућност?^{(Is Ray Tracing the Future?)}

Кратак одговор је да, праћење зрака је будућност. Дужи одговор је да како хардвер који омогућава праћење зрака у реалном времену постаје јефтинији, вероватно ћемо га видети да замењује традиционално рендеровање мало по мало. Ако графика са праћењем зрака постане нормалан део нове генерације конзола, неће бити повратка.

Програмери могу безбедно да укључе функције праћења зрака у своје наслове, јер ће све популарне платформе то подржавати. Пошто је графика праћена зрацима супериорна, звезде се заиста усклађују за долазак праћења зрака на приступачном хардверу. Што значи да је прави фотореализам можда коначно ту. 

Други главни знак да ће праћење зрака постати главна метода рендеровања је то како је сада укључено у уобичајене алате које програмери користе за прављење видео игара и других 3Д апликација. Другим речима, више није неопходно да програмери измишљају сопствена решења за праћење зрака.

Популарни графички мотори као што су Унреал Енгине 4^{(Unreal Engine 4)} или Фростбите^(Frostbite) сада укључују подршку за РТКС^(RTX) хардверски убрзано праћење зрака. Чини много вероватнијим да ће га програмери укључити као опцију за своје наслове.

Да ли сада треба да купите Раи Трацинг?^{(Should You Buy Into Ray Tracing Now?)}

У време писања овог текста, још увек смо на првој генерацији хардвера за праћење зрака. Иако су цене пале, перформансе су и даље прилично осредње. Ако сте тврдокорни, рани корисник, онда има много тога да вам се допадне у вези са праћењем зрака на рачунару.

Ако нисте вољни да потрошите стотине или хиљаде долара као рани корисник, боље је инвестирати у следећу генерацију маинстреам конзола које обећавају да ће имати ту технологију или сачекати наследника РТКС^(RTX) 20-серије картица.

OTT Explains: What Is Ray Tracing?

Ray tracing is an advanced form of computer graphics that simulatеs the way light works in real life. It can create computer graphics that look truly photorealistic.

In the past, ray tracing was limited to massive computer graphics projects, such as Hollywood CG films. Now it’s found in PC gaming and soon, next generation gaming consoles.

To understand why this has so many people excited, we need to compare ray-traced graphics to the mainstream graphics rendering method that’s been used until now: rasterization.

Rasterization vs Ray Tracing

Modern real-time computer graphics look amazing! It’s hard to imagine that it has anything to do with the basic 3D graphics from twenty or thirty years ago. The truth is that a console like the Playstation 1 and the current Playstation 4 use the same basic method of rendering 3D graphics and then putting it on your 2D screen.

This is known as rasterization. A “raster” is an image shown as a grid of pixels, which is exactly what your screen displays. Rasterization is the process of converting a 3D scene into a 2D image on a screen. 

This needs to be done, because the 3D scene is, well, 3D. It has depth, so the virtual objects can move past each other and be looked at from any point of view. In the process of rasterization, the computer has to figure out what that scene would look like if your screen was basically a window into that 3D world.

In real life, a scene has texture and lighting, as well as shape, depth and size. Since simulating light has traditionally taken more computer power than any home computer is capable of, programmers have created tricks and shortcuts to create something that looks close to real light, color and texture using this process of rasterization.

Ray tracing is, in one way, much simpler. Instead of trying to use a long list of tricks to create the illusion of real ight, it simulates real light instead. Now when the computer has to figure out what the scene would look like seen through the “window” of your screen, it just runs the ray tracing simulation and it all works out.

In the real world, the rays of light entering your eye have bounced off everything else you are looking at before reaching your retinas. Ray tracing achieves the same result in a more efficient way. It does this by shooting simulated “rays” of light from the “camera” and letting it bounce around the virtual scene, picking up color and brightness information on the way. Your screen represents the virtual eye, so you see a truly realistic virtual world.

By using ray tracing, a single technique creates objects, reflections, shadows and other elements of a scene that look real. That realism happens naturally as a result of the simulation, no tricks or shortcuts needed!

Where To Experience Ray Tracing

If you want to see ray tracing in action, all you have to do is watch any modern movie that uses computer-generated graphics. If you watch a CG film such as Toy Story 4, everything you’re seeing is a product of ray tracing. 

If you want to explore an interactive ray-traced world, there’s currently only one game in town. The RTX series of Nvidia GPUs, along with video games and apps that support this technology. You can run some ray-tracing applications with non-RTX hardware, but you won’t get good performance. Be sure to check out our article on the best games that show off RTX hardware.

The problem is that RTX hardware is still quite expensive. However, the upcoming generation of video game consoles have a form of ray-tracing support. Which means that the mainstream gaming world may help turn ray-tracing into the next major gaming technology. Still, if ray-tracing is so difficult to do in real time, how do these new GPUs manage it?

How Is Real Time Ray Tracing Achieved?

Any computer can render a 3D scene using ray tracing. People who work with 3D rendering packages have been doing it for years. Any modern CPU can perform the actual calculations needed to trace the path of light around the scene.

However, modern CPUs and GPUs can’t crunch those numbers quickly enough to generate an image in real time. For example, the massive computer farms used to make films such as Monsters Inc or Toy Story take hours to render a single frame of the final product. 

Modern video games, by contrast, need to generate at least thirty frames of images every second to be considered playable, with the gold standard currently set around the 60 frames per second mark.

So how can GPUs such as the Nvidia RTX series manage to use the ray-tracing method at playable frame rates? The answer is that they don’t use ray tracing for everything. At least not in modern titles.

The trick is to combine traditional graphics with selective ray-tracing. The RTX cards have dedicated ray-tracing hardware that sits along a more traditional GPU. In this way, ray-tracing can be used to compensate for some of the shortcomings of traditional graphics hardware.

There are video games you can play with an RTX card that are fully ray-traced. The best example is Quake II RTX. This is a decades-old video game that is simple enough that full real-time ray-tracing is possible. When it comes to applying pure ray-tracing to current video games however, it will still be years before such hardware becomes mainstream.

Is Ray Tracing the Future?

The short answer is yes, ray tracing is the future. The longer answer is that as hardware that makes real-time ray tracing possible becomes cheaper, we’ll probably see it replace traditional rendering bit by bit. If ray-traced graphics become a normal part of the new console generation, there will be no going back.

Developers can safely include ray-tracing features in their titles, because all popular platforms will support it. Since ray-traced graphics are superior, the stars really are aligning for the arrival of ray-tracing on affordable hardware. Which means that true photorealism may finally be here. 

The other major sign that ray-tracing will become a mainstream rendering method is how it’s now being included in the common tools that developers use to make video games and other 3D applications. In other words, it’s no longer necessary for developers to invent their own ray-tracing solutions.

Popular graphics engines such as Unreal Engine 4 or Frostbite now include support for RTX hardware-accelerated ray-tracing. Making it much more likely that developers will include it as an option for their titles.

Should You Buy Into Ray Tracing Now?

At the time of writing, we are still at the first-generation of ray-tracing hardware. While prices have come down, performance is still pretty mediocre. If you’re a hardcore, early adopter then there’s plenty to like about ray-tracing on PC.

If you aren’t willing to spend hundreds or thousands of dollars as an early adopter, it’s better to invest in the next generation of mainstream consoles which promise to feature the technology, or wait for the successor to the RTX 20-series cards.

Related posts

• Како укључити праћење зрака у Минецрафт-у

• 3 најбоље игре за ваш РТКС Раи Трацинг ГПУ

• Шта је праћење путање и праћење зрака? И зашто они побољшавају графику?

• Најбоље жичане и бежичне слушалице за игре

• Најбоље механичке тастатуре за игре и рад за Виндовс 10 ПЦ

• Како користити Стеам Цлоуд Савес за своје игре

• Како да правите ИоуТубе видео снимке за игре као професионалац

• 7 најбољих ССД-ова за игре

• Како подесити донације на Твитцх-у

• Како функционише Оцулус Куест технологија за праћење руку

• Решите проблем са пражњењем батерије Сурфаце Боок током играња игара, спавања, ВР

• Преглед Цруциал Баллистик Гаминг Мемори ДДР4-3600 32ГБ -

• 8 најбољих ФПС игара претраживача које можете играти на мрежи

• АСУС ТУФ ГАМИНГ З490-ПЛУС (ВИ-ФИ) рецензија: Одлична матична плоча!

• Користите ГБоост да побољшате перформансе играња на рачунару са оперативним системом Виндовс 10

• Како кувати напитке у Минецрафт-у

• Шта је Конами код и како га користите?

• Твитцх вс ИоуТубе: Шта је боље за стримовање?

• Како повезати ПС4 контролер са рачунаром

• Монитор против ТВ-а за игре? Постоји ли најбољи избор?