Το Ray^(Ray) Tracing είναι μια προηγμένη μορφή γραφικών υπολογιστή που προσομοιώνει τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί το φως στην πραγματική ζωή. Μπορεί να δημιουργήσει γραφικά υπολογιστή που φαίνονται πραγματικά φωτορεαλιστικά.

Στο παρελθόν, η ανίχνευση ακτίνων περιοριζόταν σε τεράστια έργα γραφικών υπολογιστών, όπως ταινίες CG του Χόλιγουντ^{(Hollywood CG)} . Τώρα βρίσκεται στα παιχνίδια PC και σύντομα στις κονσόλες παιχνιδιών επόμενης γενιάς.

Για να καταλάβουμε γιατί έχει ενθουσιάσει τόσους πολλούς ανθρώπους, πρέπει να συγκρίνουμε τα γραφικά με ακτινοβολία με την κύρια μέθοδο απόδοσης γραφικών που χρησιμοποιήθηκε μέχρι τώρα: τη ραστεροποίηση.

Rasterization vs Ray Tracing

Τα σύγχρονα γραφικά υπολογιστή σε πραγματικό χρόνο φαίνονται καταπληκτικά! Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι έχει να κάνει με τα βασικά τρισδιάστατα γραφικά πριν από είκοσι ή τριάντα χρόνια. Η αλήθεια είναι ότι μια κονσόλα όπως το Playstation 1 και το τρέχον Playstation 4 χρησιμοποιούν την ίδια βασική μέθοδο απόδοσης τρισδιάστατων γραφικών και μετά τοποθέτησής τους στη δισδιάστατη οθόνη σας.

Αυτό είναι γνωστό ως ραστεροποίηση^{(rasterization)} . Ένα "raster" είναι μια εικόνα που εμφανίζεται ως ένα πλέγμα pixel, το οποίο είναι ακριβώς αυτό που εμφανίζει η οθόνη σας. Η ραστεροποίηση^{(Rasterization)} είναι η διαδικασία μετατροπής μιας τρισδιάστατης σκηνής σε 2D εικόνα σε μια οθόνη. 

Αυτό πρέπει να γίνει, γιατί η τρισδιάστατη σκηνή είναι, λοιπόν, 3D. Έχει βάθος, έτσι τα εικονικά αντικείμενα μπορούν να περάσουν το ένα δίπλα από το άλλο και να εξεταστούν από οποιαδήποτε οπτική γωνία. Στη διαδικασία της ραστεροποίησης, ο υπολογιστής πρέπει να καταλάβει πώς θα έμοιαζε αυτή η σκηνή αν η οθόνη σας ήταν βασικά ένα παράθυρο σε αυτόν τον τρισδιάστατο κόσμο.

Στην πραγματική ζωή, μια σκηνή έχει υφή και φωτισμό, καθώς και σχήμα, βάθος και μέγεθος. Δεδομένου ότι η προσομοίωση φωτός παραδοσιακά παίρνει περισσότερη ισχύ υπολογιστή από ό,τι μπορεί να κάνει οποιοσδήποτε οικιακός υπολογιστής, οι προγραμματιστές έχουν δημιουργήσει κόλπα και συντομεύσεις για να δημιουργήσουν κάτι που μοιάζει με πραγματικό φως, χρώμα και υφή χρησιμοποιώντας αυτή τη διαδικασία ραστεροποίησης.

^(Ray)Η ανίχνευση ακτίνων είναι, κατά έναν τρόπο, πολύ πιο απλή. Αντί να προσπαθεί να χρησιμοποιήσει μια μακρά λίστα τεχνασμάτων για να δημιουργήσει την ψευδαίσθηση του πραγματικού δικαιώματος, προσομοιώνει το πραγματικό φως. Τώρα, όταν ο υπολογιστής πρέπει να καταλάβει πώς θα έμοιαζε η σκηνή μέσα από το "παράθυρο" της οθόνης σας, απλώς εκτελεί την προσομοίωση ανίχνευσης ακτίνων και όλα λειτουργούν.

Στον πραγματικό κόσμο, οι ακτίνες του φωτός που εισέρχονται στο μάτι σας έχουν αναπηδήσει από οτιδήποτε άλλο κοιτάτε πριν φτάσουν στον αμφιβληστροειδή σας. Το Ray^(Ray) Tracing επιτυγχάνει το ίδιο αποτέλεσμα με πιο αποτελεσματικό τρόπο. Αυτό το κάνει τραβώντας προσομοιωμένες «ακτίνες» φωτός από την «κάμερα» και αφήνοντάς την να αναπηδήσει γύρω από την εικονική σκηνή, συλλέγοντας πληροφορίες χρώματος και φωτεινότητας καθ' οδόν. Η οθόνη σας αντιπροσωπεύει το εικονικό μάτι, ώστε να βλέπετε έναν πραγματικά ρεαλιστικό εικονικό κόσμο.

Χρησιμοποιώντας την ανίχνευση ακτίνων, μια ενιαία τεχνική δημιουργεί αντικείμενα, αντανακλάσεις, σκιές και άλλα στοιχεία μιας σκηνής που φαίνονται αληθινά. Αυτός ο ρεαλισμός συμβαίνει φυσικά ως αποτέλεσμα της προσομοίωσης, δεν χρειάζονται κόλπα ή συντομεύσεις!

Πού να ζήσετε το Ray Tracing^{(Where To Experience Ray Tracing)}

Αν θέλετε να δείτε την ανίχνευση ακτίνων σε δράση, το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να παρακολουθήσετε οποιαδήποτε σύγχρονη ταινία που χρησιμοποιεί γραφικά που δημιουργούνται από υπολογιστή. Εάν παρακολουθείτε μια ταινία CG όπως το Toy Story 4 , όλα όσα βλέπετε είναι προϊόν ανίχνευσης ακτίνων. 

Αν θέλετε να εξερευνήσετε έναν διαδραστικό κόσμο με ακτινοβολία, υπάρχει αυτή τη στιγμή μόνο ένα παιχνίδι στην πόλη. Η σειρά RTX των GPU της Nvidia^{(RTX series of Nvidia GPUs)} , μαζί με βιντεοπαιχνίδια και εφαρμογές που υποστηρίζουν αυτήν την τεχνολογία. Μπορείτε να εκτελέσετε ορισμένες εφαρμογές ανίχνευσης ακτίνων με υλικό που δεν είναι RTX, αλλά δεν θα έχετε καλή απόδοση. Φροντίστε να δείτε το άρθρο μας σχετικά με τα καλύτερα παιχνίδια που επιδεικνύουν το υλικό RTX^{(best games that show off RTX hardware)} .

Το πρόβλημα είναι ότι το υλικό RTX εξακολουθεί να είναι αρκετά ακριβό. Ωστόσο, η επερχόμενη γενιά κονσολών βιντεοπαιχνιδιών έχει μια μορφή υποστήριξης ανίχνευσης ακτίνων. Πράγμα που σημαίνει ότι ο κόσμος του mainstream gaming μπορεί να βοηθήσει να μετατραπεί το ray-tracing στην επόμενη σημαντική τεχνολογία gaming. Ωστόσο, αν η ανίχνευση ακτίνων είναι τόσο δύσκολο να γίνει σε πραγματικό χρόνο, πώς τη διαχειρίζονται αυτές οι νέες GPU ;^(GPUs)

Πώς επιτυγχάνεται η ανίχνευση ακτίνων σε πραγματικό χρόνο;^{(How Is Real Time Ray Tracing Achieved?)}

Οποιοσδήποτε υπολογιστής μπορεί να αποδώσει μια τρισδιάστατη σκηνή χρησιμοποιώντας ανίχνευση ακτίνων. Οι άνθρωποι που εργάζονται με πακέτα 3D rendering το κάνουν εδώ και χρόνια. Οποιαδήποτε σύγχρονη CPU μπορεί να εκτελέσει τους πραγματικούς υπολογισμούς που απαιτούνται για να ανιχνεύσει τη διαδρομή του φωτός γύρω από τη σκηνή.

Ωστόσο, οι σύγχρονες CPU^(CPUs) και GPU^(GPUs) δεν μπορούν να συγκρατήσουν αυτούς τους αριθμούς αρκετά γρήγορα για να δημιουργήσουν μια εικόνα σε πραγματικό χρόνο. Για παράδειγμα, οι τεράστιες φάρμες υπολογιστών που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ταινιών όπως το Monsters Inc ή το Toy Story^{(Toy Story)} χρειάζονται ώρες για να αποδοθεί ένα μόνο καρέ του τελικού προϊόντος. 

Τα σύγχρονα βιντεοπαιχνίδια, αντίθετα, πρέπει να δημιουργούν τουλάχιστον τριάντα καρέ εικόνων κάθε δευτερόλεπτο για να θεωρηθούν ότι μπορούν να παιχτούν, με το χρυσό πρότυπο να ορίζεται επί του παρόντος γύρω στα 60 καρέ ανά δευτερόλεπτο.

Πώς μπορούν λοιπόν οι GPU όπως η σειρά Nvidia RTX να καταφέρουν να χρησιμοποιήσουν τη μέθοδο ανίχνευσης ακτίνων σε ρυθμούς καρέ με δυνατότητα αναπαραγωγής; Η απάντηση είναι ότι δεν χρησιμοποιούν ανίχνευση ακτίνων για τα πάντα. Τουλάχιστον όχι σε σύγχρονους τίτλους.

Το κόλπο είναι να συνδυάσετε τα παραδοσιακά γραφικά με την επιλεκτική ανίχνευση ακτίνων. Οι κάρτες RTX διαθέτουν ειδικό υλικό ανίχνευσης ακτίνων που βρίσκεται κατά μήκος μιας πιο παραδοσιακής GPU . Με αυτόν τον τρόπο, η ανίχνευση ακτίνων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αντισταθμίσει ορισμένες από τις ελλείψεις του παραδοσιακού υλικού γραφικών.

Υπάρχουν βιντεοπαιχνίδια που μπορείτε να παίξετε με μια κάρτα ^(are)RTX τα οποία είναι πλήρως ανιχνευμένα με ακτίνες. Το καλύτερο παράδειγμα είναι το Quake II RTX . Αυτό είναι ένα βιντεοπαιχνίδι δεκαετιών που είναι αρκετά απλό ώστε να είναι δυνατή η πλήρης ανίχνευση ακτίνων σε πραγματικό χρόνο. Ωστόσο, όσον αφορά την εφαρμογή καθαρής ανίχνευσης ακτίνων στα τρέχοντα βιντεοπαιχνίδια, θα χρειαστούν ακόμη χρόνια πριν αυτό το υλικό γίνει mainstream.

Ο Ρέι ανιχνεύει το μέλλον;^{(Is Ray Tracing the Future?)}

Η σύντομη απάντηση είναι ναι, η ανίχνευση ακτίνων είναι το μέλλον. Η μακρύτερη απάντηση είναι ότι καθώς το υλικό που καθιστά δυνατή την ανίχνευση ακτίνων σε πραγματικό χρόνο γίνεται φθηνότερο, πιθανότατα θα το δούμε να αντικαθιστά την παραδοσιακή απόδοση λίγο-λίγο. Εάν τα γραφικά με ακτινοβολία γίνουν κανονικό μέρος της νέας γενιάς κονσόλας, δεν θα υπάρχει επιστροφή.

Οι προγραμματιστές μπορούν να συμπεριλάβουν με ασφάλεια λειτουργίες ανίχνευσης ακτίνων στους τίτλους τους, επειδή όλες οι δημοφιλείς πλατφόρμες θα το υποστηρίζουν. Δεδομένου ότι τα γραφικά με ανίχνευση ακτίνων είναι ανώτερα, τα αστέρια ευθυγραμμίζονται πραγματικά για την άφιξη της ανίχνευσης ακτίνων σε προσιτό υλικό. Που σημαίνει ότι ο αληθινός φωτορεαλισμός μπορεί επιτέλους να είναι εδώ. 

Το άλλο σημαντικό σημάδι ότι η ανίχνευση ακτίνων θα γίνει μια κυρίαρχη μέθοδος απόδοσης είναι ο τρόπος με τον οποίο συμπεριλαμβάνεται πλέον στα κοινά εργαλεία που χρησιμοποιούν οι προγραμματιστές για την κατασκευή βιντεοπαιχνιδιών και άλλων τρισδιάστατων εφαρμογών. Με άλλα λόγια, δεν είναι πλέον απαραίτητο για τους προγραμματιστές να εφεύρουν τις δικές τους λύσεις ανίχνευσης ακτίνων.

Οι δημοφιλείς μηχανές γραφικών, όπως το Unreal Engine 4 ή το Frostbite , περιλαμβάνουν πλέον υποστήριξη για ακτινική ανίχνευση με επιτάχυνση υλικού RTX . Κάνοντας πολύ πιο πιθανό ότι οι προγραμματιστές θα το συμπεριλάβουν ως επιλογή για τους τίτλους τους.

Πρέπει να αγοράσετε το Ray Tracing τώρα;^{(Should You Buy Into Ray Tracing Now?)}

Τη στιγμή της γραφής, βρισκόμαστε ακόμα στην πρώτη γενιά του υλικού ανίχνευσης ακτίνων. Αν και οι τιμές έχουν μειωθεί, η απόδοση είναι ακόμα αρκετά μέτρια. Εάν είστε σκληροπυρηνικός, πρώιμος χρήστης, τότε υπάρχουν πολλά που σας αρέσουν το ray-tracing στον υπολογιστή.

Εάν δεν είστε διατεθειμένοι να ξοδέψετε εκατοντάδες ή χιλιάδες δολάρια ως πρώιμος χρήστης, είναι καλύτερο να επενδύσετε στην επόμενη γενιά mainstream κονσολών που υπόσχονται να διαθέτουν την τεχνολογία ή να περιμένετε τον διάδοχο των καρτών της σειράς RTX 20.

OTT Explains: What Is Ray Tracing?

Ray tracіng is an advanced form of computer graphіcs that simulates the way light works in reаl life. It can create computer graphіcs that look truly phоtorealistic.

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

• Πώς να ενεργοποιήσετε το Ray Tracing στο Minecraft

• 3 καλύτερα παιχνίδια για την GPU RTX Ray Tracing

• Τι είναι η ανίχνευση διαδρομής και η ανίχνευση ακτίνων; Και γιατί βελτιώνουν τα γραφικά;

• Τα καλύτερα ενσύρματα και ασύρματα ακουστικά παιχνιδιών

• Τα καλύτερα μηχανικά πληκτρολόγια για παιχνίδια και εργασία για υπολογιστές Windows 10

• Πώς να προσθέσετε παιχνίδια εκτός Steam στη βιβλιοθήκη σας στο Steam

• Πώς να αποκτήσετε περισσότερους θεατές στο Twitch

• Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πληκτρολόγιο και ποντίκι για παιχνίδια κονσόλας;

• Αξιολόγηση ASUS TUF GAMING Z490-PLUS (WI-FI): Εξαιρετική μητρική πλακέτα!

• Κατεβάστε το Tencent Gaming Buddy PUBG Mobile emulator για υπολογιστή

• Πώς να Whisper στο Twitch

• 7 Καλύτεροι SSD για Gaming

• 8 MMORPG δωρεάν για παιχνίδι το 2021

• Τι είναι οι κωδικοί φίλων Steam και πώς να τους χρησιμοποιήσετε

• PC vs Console Gaming: Τα υπέρ και τα κατά

• Πώς να φτιάξετε φίλτρα στο Minecraft

• Πώς να συνδέσετε έναν ελεγκτή PS4 σε έναν υπολογιστή

• Διορθώστε το πρόβλημα εξάντλησης της μπαταρίας του Surface Book κατά τη διάρκεια παιχνιδιού, ύπνου, εικονικής πραγματικότητας

• Πώς λειτουργεί η τεχνολογία παρακολούθησης χεριών Oculus Quest

• Τα 5 καλύτερα χειριστήρια για παιχνίδια υπολογιστή