Ray tracing je možný i bez drahých grafických karet

V posledních měsících jsme u videoher svědky příchodu významného technologického pokroku a po delší době je také na dohled výraznější skok v grafice. Řeč je o změně v technice vykreslování a v opětovném představení technologie ray tracingu. Dosud jde ale o vymoženost dostupnou plnohodnotně pouze na PC a to ještě k tomu výhradně na speciálním a drahém hardwaru. Autoři postapokalyptické first person akce Metro Exodus v obsáhlém a na technické detaily bohatém rozhovoru pro britský Eurogamer ale naznačují, že světlé zítřky mohou být již za rohem.

Co je to vlastně ten ray tracing

V případě, že snad ještě tápete v tom, co to vlastně ray tracing je, co nového přináší do světa videoher a jak se díky němu mohou herní zážitky přiblížit filmovému průmyslu, určitě si přečtěte naše předešlé téma. To představovalo bližší pohled na to, co technologie sledování paprsků světla přináší a v čem je pro fotorealismus přínosná.

Současný technický stav videoher a potenciál jejich grafické podoby je již delší dobu diktován hardwarovými možnostmi současné generace konzolí. Přílišná rozdílnost titulů napříč platformami se u vydavatelů nenosí, což se samozřejmě zejména hráčům s výkonnými počítači nemusí zamlouvat. V případě řady her jsou totiž jejich drahé grafické karty využívány tak akorát k ostřejším texturám a obecně k vyššímu rozlišení. Ovšem grafická jádra Turing v podání Nvidie a grafické karty řady RTX naznačují docela nový potenciál. Jenže programátor renderingu Ben Archard a technický ředitel Oles Shishkovstov z týmu 4A Games tvrdí, že onen pokrok nemusí záviset pouze na Nvidii.

Grafický posun blíže k fotorealismu jsme mohli spatřit již v několika titulech, mezi než patří například Battlefield V, Shadow of the Tomb Raider a koneckonců také zmiňované Metro Exodus. Právě tvůrci Metra již loni na Gamescomu ohromili svojí vizí toho, jak může ray tracing ve hře vypadat a jak může doslova oslňovat. Jenže hra byla před oněmi několika měsíci se zapnutým ray tracingem dost pomalá. Finální implementace je pochopitelně o krok dále, k čemuž tvůrci dodávají, že předešlá ukázka demonstrovala detailnější verzi ray tracingu. Ta spočívala ve sledování hned tří světelných paprsků na jeden pixel. V polovině února vydaná verze hry ale přináší upravený poměr jediného paprsku na jeden či dva pixely (v závislosti na nastavení grafických detailů). Nárůst výkonu je v tomto případě citelný, nedá se ale přitom mluvit o tom, že by tímto významně utrpěla finální podoba hry a dojem i nadále zůstává skvělý.

Základem je zcela nový 4A Engine vystavěný pro současnou generaci hardwaru počítačového i konzolového. Ten si údajně hojně dopomáhá využíváním průměrování, kdy se například v určitých momentech ze sady více pixelů vypočítávají pouze ty klíčové a ty ostatní jsou tvořené průsečíkem sousedních hodnot. To samotné se ostatně týká i výpočetně velmi náročného ray tracingu, kde ono průměrování rovněž nastupuje ve velké míře. A důvod je prozaický – na operace vyhodnocované na skutečných datech a v reálném čase dnes totiž ještě neexistuje dostatečně silný a hráčům cenově dostupný hardware. Tato situace se ale zcela jistě začne proměňovat.

To tvrdí samotní vývojáři, kteří si myslí, že dnes specializovaný a také drahý hardware bude v budoucnu možné nahradit hrubým výpočetním výkonem. Tomu není důvod nevěřit a příkladem z minulosti může být technologie PhysX určená pro výpočty herní fyziky. API PhysX bylo původně součástí rovněž samostatné řady hardwaru, nicméně po akvizici Nvidií byla tato technologie implementována přímo do jader grafických karet a vývojáři dokázali naplno využívat fyzikálních výpočtů i bez přítomnosti speciálních zařízení. A zástupci 4A Games jednoduše naznačují, že i v tomto případě bude jednou stačit pouze dostatečně výkonný hardware.

Kam se podělo 30 FPS

Metro Redux dosahovalo na konzolích šedesáti snímků za sekundu, letos je ale tato hodnota poloviční. A na otázku, kam se vlastně podělo oněch zbylých 30 snímků, tvůrci odpovídají, že důvodem je vykreslování otevřeného světa hry. Vyšší nároky v tomto případě spolykala kromě veliké mapy také větší viditelnost, vyšší množství vykreslovaných objektů a k tomu také propracovanější umělá inteligence.

Zda se v budoucnu uchytí specializované a drahé grafické karty, anebo se bude objevovat v hojnější míře hardware jednodušší, levnější a jen o něco výkonnější, to uvidíme možná již brzy. Pokud totiž budou chtít nové konzole udržet krok s počítači a vyvarovat se opakování situace z roku 2013, kdy současná generace konzolí již v době uvedení na trh nestačila těm nejvýkonnějším PC, tak výrobci nesmí ray tracing opomíjet. V ten moment může dojít na argument v podobě hrubé síly, jelikož dosud není jisté, zda další PlayStation a Xbox přijdou s vlastními hardwarovými mechanismy pro výpočet ray tracingu. Konkurent Nvidie totiž nadšení z novinky mírní.

A je to právě AMD, kdo pravděpodobně bude vyrábět grafické čipy a procesory nových konzolí a kdo slibuje, že s vlastními kartami s ray tracingem přijde až tehdy, až bude implementace možná i u levných grafických čipů. A přesně to hraje do karet názorům z týmu 4A Games a může to být i vodou na mlýn lidem, kteří proti koupi drahých RTX karet hledají vhodné argumenty. To ovšem neznamená, že se s ray tracingem na konzolích už neexperimentuje. V prosinci se například vývojáři ze studia Polyphony Digital na akci SIGGRAPH Asia 2018 pochlubili technickým demem  (čas 7:20) vlastního řešení ray tracingu s využitím Gran Turisma. Závěrem tedy lze autorům Metra určitě dát za pravdu. Směr a vývoj ovšem nebudou udávat oni, ale spíš výrobci hardwaru a koneckonců také hráči se svými peněženkami.