מהי מעקב אחר ריי ואיך זה עובד?

אם אתה משחק במשחקי וידאו באופן קבוע, או אם צפית באחד מסרטי האנימציה של פיקסאר או דיסני מהשנתיים האחרונות, כבר ראית מעקב אחר קרניים בפעולה מבלי להבין.

המונח יצר באז משמעותי בענף המשחקים בשנתיים האחרונות לערך, והוא מתואר כעתיד הגרפיקה במשחקים. אז מה זה מעקב אחר קרניים, איך זה עובד ולמה זה כל כך חשוב?

מה זה ריי מעקב?

מעקב אחר קרניים הוא שיטת עיבוד גרפיקה המשתמשת באלגוריתמים כדי לחשב היכן האור והצללים אמורים להיות במשחקי וידאו.

כאן מועיל מדעי בית הספר היסודי: שימו לב לספל. כשאתה מסתכל על הספל, האור קופץ מהספל ישירות לעין שלך, והמוח שלך מבין שהאובייקט שיושב מולך הוא ספל. עכשיו, מהספל, הזז את העיניים כדי למצוא את מקור האור בחדר שלך. זה מעקב אחר קרניים.

במשחקי וידיאו תלת-ממד שיש לנו כעת, אלגוריתם מעקב הקורות מתחיל מנקודת מבטו של השחקן ו יוצא "להתחקות", לזהות ולמפות את האור, הצבעים והצללים של אובייקטים מרובים על גבי המסך.

כתוצאה מכך, גרפיקה המופקת באמצעות מעקב אחר קרניים חלקה יותר בקצוות ומציאותית יותר.

לפני ריי טרייטינג

אם אתה רוצה לדעת איך נראו תמונות נעות לפני מעקב אחר קרניים, פשוט התבונן במשחקי וידיאו שיוצרו בתחילת שנות האלפיים, והשווה אותם עם כותרות משחקי וידאו AAA בשוק כרגע.

גרפיקה ממוחשבת מסורתית משתמשת בשיטה הנקראת רסטריזציה, כאשר המושג והתוויית מקורות אור תלת-ממדיים מומרים למשטח דו-ממדי. מצולעים תלת-ממדיים מתורגמים לפיקסלים דו-ממדיים, וזה לא תמיד הולך טוב מכיוון שאתה בעצם מכריח אובייקט מורכב עם הרבה משטחים על משטח ישר.

נוסף על כך, מחשבים מסורתיים פשוט לא היו מהירים מספיק בכדי לעמוד בעוצמת משחקי הווידאו. למרות שנעשו שיפורים רבים בנושא רסטר, בכל הנוגע להצגת משחק יריות אינטנסיבי מגוף ראשון, למשל, הוא נופל בהשוואה למעקב אחר קרניים.

איך עובד מעקב אחר ריי

מעקב אחר קרניים נשמע פשוט ומרגש כמושג, אך זו אינה טכניקה קלה. אז איך עובד מעקב אחר קרניים?

מעקב אחר קרניים מבצע תהליך הנקרא "דנוסינג", שבו האלגוריתם שלו, החל מהמצלמה - נקודת מבטכם - מתחקה ומציין את גווני האור והצללים החשובים ביותר. באמצעות למידה ממוחשבת, הוא 'ממלא את החסר' ויוצר תמונה פוטו-ריאליסטית.

לכן, ככל שהסצנה בהירה יותר במשחק וידאו, האיכות הגרפית גבוהה יותר וככל שהאיכות גבוהה יותר, היא יקרה יותר. זה מביא אותנו לסיבה מאחורי הגעתו המאוחרת של קרניים לתעשיית משחקי הווידאו.

מדוע נמנע מעקב אחר ריי כל כך הרבה זמן?

עליכם לדעת שגם מעקב אחר קרניים איננו טכניקה חדשה. הוליווד השתמשה במעקב אחר קרניים הרבה לפני שהטכנולוגיה עשתה את דרכה לתעשיית משחקי הווידאו. סרטה של ​​פיקסאר משנת 2013, אוניברסיטת מפלצות, היה למעשה סרט האנימציה הראשון שהשתמש בטכנולוגיית מעקב קרניים לכל התאורה וההצללה. אז מדוע מעקב אחר קרניים הפך אותו למשחקי וידאו מאוחר כל כך?

ראשית, מבחינת מכניקה, מעקב אחר קרניים הוא תובעני מבחינה חישובית. יישום טכנולוגיית איתור קרניים על סרט פעולה סטנדרטי בן 90 דקות עם 24 פריימים לשנייה כבר גוזל זמן רב ביותר. אנימטורים יכולים לבלות ימים או שבועות בסצינה אחת בלבד, אז תארו לעצמכם עד כמה אינטנסיבית יותר היא לבצע מעקב אחר קרני משחק וידאו רגיל ש -60 פועל על פריימים לשנייה. זה היה פשוט לא מעשי.

לאחר מכן, כאמור לעיל, מעקב אחר קרניים הוא יקר. מלבד העובדה שהוא גוזל זמן, התקציב היקר הוא מדוע תמיד היו חברות הפקת סרטים מגה בהוליווד שיכולות להרשות לעצמן מעקב אחר קרניים. אוניברסיטת המפלצות של פיקסאר עלתה להרוויח 200 מיליון דולר, וכך גם צעצוע של סיפור 4, ששוחרר בשנת 2019.

בעוד שכרטיסי גרפיקה מודרניים עם תמיכה במעקב אחר קרניים בזמן אמת נעים בין 400 $ ל -3,000 $.

כאשר משתמשים במעקב אחר ריי

מעקב אחר קרניים משמש כמעט בכל מקום במשחק וידאו, אך במיוחד בסצינות חתוכות. האם שמת לב אי פעם מדוע הדמות שלך נראית יותר חיה ומתוחכמת במהלך סצינות של קטעי משחק? זה מעקב אחר קרניים בפעולה. כותרת AAA של השנה, שליטה, היא הדוגמה הטובה ביותר למעקב אחר קרניים מוצלח במשחק וידיאו.

מחוץ למשחקי וידאו, מעקב אחר קרניים משמש גם בתעשיות רבות. בארכיטקטורה, מעקב אחר קרניים משובץ ביישומי תוכנה למידול תלת ממדי של בניין. זה הופך את דמיונו של אדריכל על עיצוב בניין ליותר מציאותי מאשר רישומי קונספט מצוירים ביד, ואור הדוגמנות מדויק יותר. בהנדסה, מעקב אחר קרניים משמש גם למטרה דומה.

מפתחי משחקים ומעקב אחר ריי

לאחר שרכשה את חברת איתור הקרניים RayScale בשנת 2008, Nvidia הפכה לראשונה בענף שהשיקה מסחרי של מעקב אחר קרניים. בשנת 2018 הציגה את כרטיסי המסך של GeForce RTX לצרכנים. מאז, מפתחי משחקים גדולים הצטרפו למשחק מעקב אחר קרניים, אחד אחד.

בשנת 2019, Epic Games and Utility Technologies הודיעו כי מנועי החומרה החתימה שלהם מציעים כעת תמיכה מקורית במעקב אחר קרניים. בשנת 2018, מיקרוסופט שילבה מעקב אחר קרניים ב- DirectX 12, תוכנת המולטימדיה והמפתח לתכנות המשחק שלה ל- Xbox One. בתחילת 2020, הטיטאן הטכנולוגי חשף את DirectX 12 Ultimate, שדרוג ל- DirectX 12.

אם אתה רוצה ללמוד עוד על מעקב אחר קרניים, עיין ב ההשוואה שלנו למוצרי GeForce RTX האחרונים של Nvidia. אם אתה משתמש ב- Linux, בדוק כיצד GPUs שונים מ- Nvidia ו- AMD מסתדרים בלינוקס.

מדוע GPUs של Nvidia מהסדרה 30 טובים יותר מ- AMD

נראה כי ענקית שבבי הגרפיקה Nvidia תשתלט על שוק ה- GPU עם מגוון החדש של כרטיסי GFX המכהים ב- AMD.

מעקב אחר ריי יעצב את עתיד המשחקים

למעשה, מה שמעקב אחר קרניים מבטיח הוא חוויה ויזואלית איכותית להנאה מרבית. מעקב אחר ריי במשחקי וידיאו עדיין נמצא בשלבים הראשונים, אך כניסתו לשוק מסמנת עתיד מבטיח לתעשיית מיליארד הדולרים.

7 כרטיסי הגרפיקה התקציביים הטובים ביותר למשחקים זולים

כרטיסי גרפיקה תקציביים מסוגלים מאוד בימינו. להלן כרטיסי המסך התקציביים הטובים ביותר שיאפשרו לך לשחק בזול.

על הסופר