Preparati per il “Santo Graal” dell’infografica

Jason Ronald, responsabile della gestione dei programmi per la console di gioco Xbox.Copyright dell’immagine
Microsoft

Leggenda

Jason Ronald di Xbox

Ray tracing è sempre stato il “Santo Graal” della computer grafica, afferma Jason Ronald, gestore dei programmi per la console di gioco Xbox.

La tecnica simula un’immagine tridimensionale calcolando ogni raggio di luce e promette effetti di luce superbi con riflessi e ombre realistici.

Il metodo trova dove rimbalza, raccoglie informazioni su cosa sono questi oggetti e quindi lo utilizza per riparare un pixel e comporre una scena.

Mentre le tecniche sono in circolazione da molto tempo, “semplicemente non abbiamo la potenza di elaborazione per fornire tutto in tempo reale”, ha detto Ronald.

A Hollywood, gli effetti speciali hanno usato il ray tracing per un decennio. Per una sequenza ampia, i computer possono spostarsi durante la notte per una singola immagine.

Per fare questo per i giochi in tempo reale, è necessario condensarlo a 1/60 di secondo. La velocità di elaborazione ha ora raggiunto il compito.

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Nvidia

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Il ray tracing crea luci e ombre più realistiche

La società tecnologica Nvidia ha annunciato l’anno scorso che le sue ultime unità di elaborazione grafica (GPU) gestiranno il ray tracing in tempo reale.

In collaborazione con Nvidia, Microsoft ha sviluppato un aggiornamento di ray tracing per Windows 10.

Microsoft e Sony hanno annunciato che la loro prossima console, Xbox Series X e PlayStation 5, avrà funzionalità di ray-tracing. Questi due sistemi sono basati su hardware AMD (Advanced Micro Devices).

E ora la tecnologia è integrata in alcuni dei giochi più popolari al mondo.

Minecraft, che è apparso per la prima volta nel 2009, consente ai giocatori di costruire strutture grandi e complesse. Sviluppato dallo studio di giochi svedese Mojang, è attualmente il videogioco più venduto della storia.

I creatori di Minecraft hanno rilasciato la loro prima versione di ray tracing del loro gioco il 16 aprile. Una gita generale seguirà verso la fine dell’anno.

“Sembra molto diverso dal rendering tradizionale ed è migliore”, afferma Jarred Walton, editore hardware di PC Gamer.

Il grosso problema, dice, saranno le barriere di prezzo per ora. “L’unico modo per giocare su un PC con una scheda grafica è di almeno $ 300 (£ 240)”, afferma.

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Nvidia

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Il ray tracing richiede costosi chip del processore

Fino ad ora, gli sviluppatori hanno utilizzato un’altra tecnica chiamata rasterizzazione.

È apparso per la prima volta a metà degli anni ’90, è estremamente veloce e rappresenta forme 3D in triangoli e poligoni. Quello più vicino allo spettatore determina il pixel.

Successivamente, i programmatori dovrebbero usare i trucchi per simulare l’aspetto dell’illuminazione. Ciò include le mappe di luce, che calcolano in anticipo la luminosità delle superfici, afferma Ronald.

Ma questi hack hanno dei limiti. Sono statici, quindi cadi a pezzi mentre ti muovi. Ad esempio, puoi ingrandire uno specchio e scoprire che il tuo riflesso è scomparso.

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Gli shader programmabili hanno iniziato ad apparire intorno al 2001. Hanno svolto un lavoro molto migliore nelle attività di illuminazione 3D ma hanno richiesto molta più potenza di calcolo.

“Se mettessimo tutto in un gioco, il processore più sorprendente del mondo semplicemente scomparirebbe, è troppo”, ha dichiarato Ben Archard, programmatore senior di rendering presso i giochi 4A di Malta, sviluppatori dietro un post-apocalittico 2019 gioco chiamato Metro Exodus.

C’erano modi per aggirare questo. Se un programmatore volesse simulare la luce nebbiosa dalla nebbia, invece di lavorare su tutti i punti, potrebbe semplicemente calcolare un campione. (Questi sono chiamati approcci stocastici, statistici o Monte Carlo.)

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Mojang

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Le scene subacquee sono l’uso preferito di ray tracing da parte di Kasia Swica

Ma con queste soluzioni alternative, “abbastanza rapidamente, perdi quel realismo in una scena”, osserva Kasia Swica, senior program manager di Minecraft, con sede a Seattle.

Il ray tracing funziona al meglio con ombre realistiche in tempo reale o riflessi in agguato in acqua o vetro.

“La mia cosa preferita da fare con il ray tracing è andare sott’acqua”, afferma Miss Swica.

“Ottieni riflessi e rifrazioni davvero realistici, nonché lucernari nitidi che passano anche attraverso”, dice.

Con i colli di bottiglia nel mondo dovuti alla pandemia di coronavirus, la necessità per le persone di sentirsi vicine quando isolate “accelererà” il progresso tecnologico, afferma il reverendo Lebaredian, vice presidente per la tecnologia di simulazione presso Nvidia, a San Francisco.

“Con la realtà virtuale e aumentata, stiamo iniziando a sentirci insieme nello stesso posto”, afferma.

Il coronavirus stimolerà quindi la domanda e il progresso, conferma Frank Azor, capo architetto delle soluzioni di gioco di AMD.

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Irreale

Leggenda

Un’illuminazione impressionante è possibile anche senza radiazioni

Un “problema diabolico” con il ray tracing ha riguardato il modo in cui gli shader possono chiamare altri shader se due raggi interagiscono, afferma Andrew Goossen, un tecnico di Microsoft che lavora su Xbox Series X.

Le GPU lavorano su temi come i raggi paralleli: far sì che i processi paralleli parlino tra loro è complesso.

Lo sviluppo di problemi tecnici per migliorare il ray tracing sarà il compito principale “almeno nei prossimi 5-7 anni di computer grafica”, ha detto Ronald.

Nel frattempo, le società di gioco useranno altre tecniche per rendere i giochi più fluidi.

All’inizio di questo mese, Epic Games, i produttori di Fortnite, ha rilasciato la sua ultima architettura di gioco, l’Unreal Engine 5.

Utilizza una combinazione di tecniche, tra cui una libreria di oggetti che possono essere importati nei giochi come centinaia di milioni di poligoni e una gerarchia di dettagli che trattano oggetti grandi e piccoli in modo diverso per risparmiare sulle esigenze della CPU. .

Per la maggior parte dei creatori di giochi, tali “trucchi e suggerimenti” saranno sufficienti, afferma Walton.

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Accardi

Accardi è un produttore digitale di Dico News con sede in Italia. Copre le ultime notizie e scrive sulla regione di Itlay, con particolare attenzione ai diritti umani. Prima di entrare a far parte di Dico News nel 2018, Accardi è stato redattore e scrittore presso TEME e produttore di video per i media in esilio in Myanmar.

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