fot. zrzut ekranu

Niezależnie od tego, czy nazwiemy to „pełnym śledzeniem promieni”, czy po prostu „śledzeniem ścieżki”, z pewnością żaden punk, nomada czy korp nie przegapił pojawienia się tej nowinki technologicznej w Cyberpunku 2077 wraz z wydaną całkiem niedawno, bo 11 kwietnia, łatką 1.62. Cały czas jest to jeszcze „podgląd technologii”, czyli coś, co w zasadzie wciąż jest eksperymentalne, nie w pełni dopracowane i nie dla wszystkich dostępne, a kryje się na ostatnim miejscu karuzelki trybów graficznych CP2077 pod nazwą RT Overdrive, czyli Ray Tracing: Overdrive. 

Do tej pory widzieliśmy path tracing zaimplementowany we współpracy z NVIDIA w grach Quake II RTX, Portal z RTX i Minecraft RTX, czyli tytułach z przestarzałą lub dość umowną grafiką, w których graficzny postęp w stosunku do oryginalnych produkcji był rzeczywiście doskonale widoczny. Nieco inaczej jest w przypadku Cyberpunk 2077, tytułu z pogranicza poprzedniej i obecnej generacji, wielce satysfakcjonującego graficznie, a przede wszystkim stanowiącego niemałe wyzwanie dla nowoczesnego sprzętu, nawet z „prostym” ray tracingiem. 

fot. zrzut ekranu

Wpływ Path Tracing na Cyberpunk 2077 

Czy path tracing w trybie RT Overdrive sprawia, że grafika Cyberpunk 2077 jest jeszcze lepsza niż przy użyciu maksymalnego ustawienia ray tracingu? Odpowiedź jest taka, że różnice są zauważalne, ale nie są powalające. Widać, że istnieje pewna różnica w sposobie rozpraszania światła, ale trudno powiedzieć, że doświadczenie jest zupełnie, ale to zupełnie nowe. Graficznie CP2077 nadal jest jedną z najbardziej imponujących i wymagających gier ostatnich lat, ale w trybie RT Overdrive staje się po prostu przegiętym benchmarkiem mocy kart graficznych. 

Moim zdaniem implementacja path tracingu w Cyberpunk 2077 nie tyle wyznacza nowe standardy graficzne – niemniej CP2077 RT Overdrive dorobił się już przydomka „Crysis obecnej generacji” – co stanowi kolejny dowód, że DLSS 3 się sprawdza i jest świadectwem jego zdolności do poprawy liczby wyświetlanych klatek na sekundę przy jednoczesnym zachowaniu jakości obrazu w wysokich rozdzielczościach i trybach graficznych. Nikt nie lubi, gdy gry klatkują i trzeba zmniejszać rozdzielczość, jakość tekstur i tym podobne. Na dokładkę path tracing jest bez wątpienia cięższy niż ray tracing, jak widać z liczb bez generowania klatek przez DLSS 3, które pokazują, że nawet potężny laptop gamingowy Aorus 17H z kartą GeForce RTX 4080 ma problemy. Przynajmniej w tej chwili tryb RT Overdrive jest więc przeznaczony wyłącznie dla zaawansowanych kart NVIDIA obsługujących DLSS – najlepiej GeForce RTX z serii 40 z obsługą DLSS 3 i włączonym generowaniem klatek. W tym momencie nic innego nie da nam satysfakcjonującej liczby klatek na sekundę. Jeżeli chcemy mieć najlepszy sprzęt, trzeba weń zainwestować – wie to każdy dzieciak w Night City. 

fot. zrzut ekranu

W akcji tryb Ray Tracing Overdrive radzi sobie lepiej niż Ray Tracing Ultra, zwłaszcza w nocnym, rozświetlonym neonami Night City. W ciągu dnia Overdrive sprawia, że cienie są mniej głębokie, chociaż lepiej niż Ultra poprawia właściwości materiałów. Z kolei w nocy zapewnia cienie nawet najmniejszym przedmiotom i lepiej oddaje miękkie światło. Materiały tutaj również wydają się bardziej realistyczne dzięki path tracingowi, przy czym można zauważyć, że silnik graficzny rzeczywiście radzi sobie z większą liczbą odbić światła. I choć taki opis brzmi nieco sucho, to w rzeczywistości jest zupełnie inaczej. Gra nieustannie zachwyca grafiką i uważam, że dopiero teraz – blisko dwa i pół roku od premiery – nadszedł idealny czas, żeby zagrać w takiego Cyberpunka o jakim marzyliśmy. 

Ray tracing przeszedł długą drogę od swojego debiutu w 2018 roku i od czasu Battlefield V do Cyberpunk 2077 skoczył z 39 operacji RT na piksel do aż 635. A jeśli chodzi o path tracing, to tak naprawdę jesteśmy dopiero na początku podróży.

fot. zrzut ekranu

Co to jest pełny ray tracing (path tracing). 

NVIDIA i CD Projekt RED przeprojektowały cały proces renderowania i oświetlenia w Cyberpunk 2077, korzystając z podejścia, które do tej pory było stosowane głównie offline, do tworzenia efektów wizualnych w filmach i animacjach ze względu na wysoką jakość w połączeniu z ekstremalnym obciążeniem sprzętu, co wykluczało zastosowanie w czasie rzeczywistym. Czyli uniemożliwiało renderowanie środowiska w grach. 

Podczas gdy ray tracing polega na śledzeniu pojedynczych promieni światła, które raz odbijają się od obiektu, to w przypadku path tracingu mamy do czynienia z bardziej złożoną formą, w której promień odbija się od obiektu, tworzy kolejny promień, który po odbiciu generuje kolejny promień i tak dalej.  

W path tracingu setki lub tysiące promieni są śledzone wzdłuż każdego piksela, podążając za promieniami wzdłuż wielu odbić lub przejść przez obiekty, zanim dotrą do źródła światła, w celu uzyskania informacji o jego kolorze i świetle.

Poprzednie rozwiązania zajmowały się osobno cieniami, odbiciami i globalnym oświetleniem ze śledzeniem promieni dla ograniczonej liczby źródeł światła. Path tracing modeluje właściwości światła z praktycznie nieograniczonej liczby źródeł, zapewniając fizycznie poprawne cienie, odbicia i globalne oświetlenie wszystkich obiektów. 

fot. zrzut ekranu

W przypadku trybu RT Overdrive w grze Cyberpunk 2077 firma NVIDIA zwraca uwagę, że jedną z najbardziej wpływowych integracji jest NVIDIA RTX Direct Illumination (RTXDI), pakiet SDK, który umożliwia programistom odtworzenie wyglądu światła w scenach z wieloma źródłami światła. Dzięki RTXDI tysiące obiektów może emitować światło, którego promienie są śledzone. 

„Dzięki path tracingowi i RTXDI praktycznie wszystkie źródła światła rzucają fizycznie poprawne, miękkie cienie, co było niewyobrażalne przy poprzednich podejściach. Gracze doświadczą ulepszonego cieniowania z większą głębią, szczegółami i realizmem” — podkreśla NVIDIA, dodając, że renderowanie Screen Space Reflections, Screen Space Ambient Occlusion oraz istniejące całościowe rozwiązania oświetleniowe zostały zastąpione jednym ujednoliconym algorytmem, który zapewnia dokładniejsze oświetlenie scen i obiektów. 

Kolejnych informacji technicznych znów udziela Jakub Knapik z CD Projekt RED:

fot. zrzut ekranu

Path tracing w czasie rzeczywistym: jak to możliwe? 

Ale jeśli zrozumieliśmy czym jest path tracing, to jak to możliwe, aby działał z grywalną wydajnością w już wydanym tytule, takim jak Cyberpunk 2077? CD Projekt RED i NVIDIA usiadły do stołu i pracowały nad pełnym wykorzystaniem możliwości kart graficznych najnowszej generacji GeForce RTX z serii 40. 

Oparli się między innymi na Shader Execution Reordering (SER), technice, która pozwala procesorom graficznym w GeForce RTX z serii 40 obsługiwać nieefektywne obciążenia przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności. 

Ponadto w celu dalszej poprawy wydajności i jakości obrazu zastosowano narzędzia Real-Time Denoisers (NRD). Dalej uwagę poświęconą sterownikom ze specjalnymi optymalizacjami, aby zapewnić jak najwyższą liczbę klatek na sekundę. 

Wisienką na torcie jest DLSS 3, najnowsza wersja technologii poprawy jakości obrazu oparta na sztucznej inteligencji, a konkretnie na głębokich sieciach neuronowych, która w czasie rzeczywistym zmniejsza zapotrzebowanie na pełne renderowanie klatki, rekonstruując siedem ósmych klatki za pomocą technologii o nazwie „Optical Multi Frame Generation”. Bez niej nawet na potężnych maszynach gamingowych CP2077 RT Overdrive chodziłby delikatnie mówiąc niezbyt płynnie. 

fot. zrzut ekranu

Apetyt na więcej 

Path tracing w Cyberpunku 2077 RT Overdrive oczywiście zachwyca. Nie ukrywam jednak, że jest bardzo wymagający sprzętowo. Żeby móc odpalić cały potencjał graficzny potrzebny jest GeForce RTX 4080 lub jeszcze lepiej RTX 4090. Niemniej, jest to pierwsze wdrożenie Path Tracingu w tak nowoczesnej i już wcześniej wymagającej graficznie grze. Nie udałoby się to bez technologii NVIDIA DLSS 3, która sprawia, że obraz jest znacznie płynniejszy. Muszę pochwalić umiejętności i wytrwałość wykazane przez CD Projekt RED i NVIDIA za to, że jako pierwsi spróbowali włączyć i z powodzeniem włączyli tę najbardziej zaawansowaną formę ray tracingu do tak nowoczesnej i rozbudowanej gry. Mam nadzieję, że będzie ich już tylko więcej – i to nie tylko w nowych, ale nadal także w starszych grach. 

O tym jak DLSS 3 działa możecie przeczytać w drugim moim artykule z inną głośną grą CD Projekt RED w roli głównej. A jeżeli rozwój DLSS 3 będzie tak szybki, jak rozwój pozostałych generatywnych AI, to przyszłość grafiki w grach rysuje się pięknych barwach neonów rozświetlających Night City.

Zobacz także:

-

RTX Video Super Resolution firmy Nvidia działa teraz w odtwarzaczu VLC

-

Nvidia odwraca się od kryptowalut i stawia na SI