Η ανίχνευση ακτίνων σε πραγματικό χρόνο είναι το κορυφαίο επίτευγμα του ρεαλιστικού φωτισμού στην απόδοση λογισμικού. Η ανίχνευση ακτίνων αφορά την επίτευξη ρεαλιστικών ανακλαστικών αποτελεσμάτων 1:1 για κατοπτρικές εικόνες που ανακατευθύνονται από φώτα, επιφάνειες υλικού και αντικείμενα. Είναι από καιρό περιζήτητος στόχος από τους περισσότερους μηχανικούς λογισμικού και υλικού να κάνουν τελικά την ανίχνευση ακτίνων μια τυπική λύση φωτισμού σε λογισμικό σε πραγματικό χρόνο. Λοιπόν, τώρα γίνεται μια τυπική λειτουργία σε μηχανές παιχνιδιών και λύσεις GPU. Η νέα επίδειξη Neon Noir της Crytek απεικονίζει τη λύση λογισμικού Total Illumination που όχι μόνο λειτουργεί με κάρτες Nvidia, αλλά μπορεί επίσης να λειτουργεί σε πραγματικό χρόνο σε υλικό AMD χωρίς να απαιτείται η αποκλειστική τεχνολογία RTX.
Η επίδειξη κυκλοφόρησε μέσω ενός βίντεο που ανέβασε η Crytek στις 15 Μαρτίου 2019. Το βίντεο περιλαμβάνει μερικές ακολουθίες μετατόπισης και βολές από ένα αστυνομικό drone που ερευνά μια σκηνή εγκλήματος. Το σενάριο μοιάζει τρομακτικά με το σκηνικό του cyberpunk στο εμβληματικό demo του Unreal Engine 3, γνωστό ως Ο Σαμαρείτης.
Κατά τη διάρκεια της πτήσης, βλέπουμε μερικές πολύ ωραίες απεικονίσεις της ικανότητας του CryEngine να αποδίδει την ανίχνευση ακτίνων σε πραγματικό χρόνο σε μια προσαρμοσμένη έκδοση του CryEngine 5.5 που τρέχει σε μια GPU AMD Vega 56.
Κατά την αρχική κλίση στη σκηνή, βλέπουμε ορισμένα τμήματα φυσικής απόδοσης, όπου διάφορες πηγές μπλε, κόκκινου και πράσινου φωτός αντανακλώνται από τις επιφάνειες. Αυτό γίνεται για να δείξει ότι η ανίχνευση ακτίνων της Crytek λειτουργεί παράλληλα με τις υπάρχουσες λύσεις PBR.
Βλέπουμε επίσης ότι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ανίχνευση ακτίνων με διαφορετικές πυκνότητες φωτός τόσο σε στατικές όσο και σε κινούμενες επιφάνειες. Ένα καλό παράδειγμα αυτού είναι τα σκοτεινά παράθυρα με σταγόνες βροχής να τρέχουν στο τζάμι, με θολές αλλά ευδιάκριτες αντανακλάσεις της πόλης στο τζάμι. Η αντανακλαστική τάση βασίζεται στην αδιαφάνεια της επιφάνειας, η οποία δίνει στην αντανάκλαση μια πιο αντανάκλαση από ό,τι όταν απεικονίζεται σε μια πιο καθαρή, καθαρότερη, ελαφρύτερη επιφάνεια.
Μπορούμε να δούμε ότι σε πολλές περιπτώσεις οι αντανακλάσεις της εικόνας δεν είναι απόλυτα συμμετρικές. Οι διαθλαστικές ιδιότητες των επιφανειών θα κάμψουν και θα παραμορφώσουν το φως σύμφωνα με όσο το δυνατόν πιο ρεαλιστικούς υπολογισμούς αυτών των πηγών φωτός.
Η λύση δεν λειτουργεί σε παράθυρα και γυαλιστερές επιφάνειες, ωστόσο, μπορούμε επίσης να δούμε πώς οι λακκούβες προσπαθούν να υπολογίσουν με ακρίβεια τις ρεαλιστικές αντανακλάσεις σε υγρές επιφάνειες, καθώς και τις σωστές παραμορφώσεις μέσω σπασμένων οντοτήτων όπως σπασμένους καθρέφτες, ραγισμένο γυαλί, ακόμη και περιστροφή και κίνηση επιφάνειες.
Ένα από τα πράγματα που βρήκα ενδιαφέρον είναι ότι κατάφεραν να μειώσουν κάθε είδους επιδράσεις αναδρομής σε πολλαπλές επιφάνειες με ανακλαστικές ιδιότητες.
Για παράδειγμα, στο σημείο 1:32 βλέπουμε ότι υπάρχει θήκη από σφαίρες στο έδαφος σε μια λακκούβα με νερό. Το νερό αντανακλά τα περιβλήματα και τα περιβλήματα αντανακλούν τις κοντινές πηγές φωτός που αποδίδονται φυσικά, αλλά τα περιβλήματα δεν αντανακλούν τις λακκούβες στην επιφάνειά τους, εξαλείφοντας έτσι οποιαδήποτε υποτροπή. Οπότε ουσιαστικά αποφεύγει το άπειρο εφέ καθρέφτη.
Αυτή είναι μια εντυπωσιακή τεχνολογία, καθώς σας επιτρέπει να αναμειγνύετε και να ταιριάζετε διαφορετικά είδη ανακλαστικών επιφανειών χωρίς αυτές να διαταράσσουν τη βύθιση αποδίδοντας ασυνήθιστα εφέ.
Αυτό που είναι ακόμα πιο εντυπωσιακό είναι ότι η Crytek απενεργοποίησε τις εγγενείς αντανακλάσεις του χώρου οθόνης για να παρουσιάσει το πλήρες εύρος των δυνατοτήτων ανίχνευσης ακτίνων στο CryEngine.
Σύμφωνα με την Crytek, αυτή η λύση θα λειτουργήσει με τις περισσότερες mainstream GPU νέας γενιάς τόσο της AMD όσο και της Nvidia, αναφέροντας στο δελτίο τύπου…
«Το Neon Noir αναπτύχθηκε σε μια προσαρμοσμένη έκδοση του CRYENGINE 5.5. και η πειραματική λειτουργία ανίχνευσης ακτίνων που βασίζεται στο Total Illumination του CRYENGINE που χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία της επίδειξης είναι τόσο API όσο και αγνωστικιστής υλικού, επιτρέποντας την ανίχνευση ακτίνων να εκτελείται στα περισσότερα mainstream, σύγχρονα AMD και NVIDIA GPU. Ωστόσο, η μελλοντική ενσωμάτωση αυτής της νέας τεχνολογίας CRYENGINE θα βελτιστοποιηθεί για να επωφεληθεί από βελτιώσεις απόδοσης που παρέχονται από την τελευταία γενιά καρτών γραφικών και τα υποστηριζόμενα API όπως το Vulkan και το DX12».
Η Crytek δεν αναφέρει πότε ακριβώς αυτή η νέα τεχνολογία θα είναι ευρέως διαθέσιμη, αλλά αναμένει να δει περισσότερα από αυτήν να επιδεικνύονται στο φετινό συνέδριο προγραμματιστών παιχνιδιών στο Σαν Φρανσίσκο της Καλιφόρνια.
Αυτό το είδος λύσης θα μειώσει την ανάγκη να προψηθούν αντανακλάσεις σε ορισμένες επιφάνειες ή να βασιστείτε σε χάρτες κύβων ή άλλους αδέξιες λύσεις για να δημιουργήσετε ρεαλιστικές αντανακλάσεις του κόσμου μέσα στο περιβάλλον. Τεχνικά, αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στην εξοικονόμηση πολύ χρόνου ανάπτυξης για καλλιτέχνες και μηχανικούς φωτισμού, καθώς και στη μείωση της ποσότητας των αντικειμένων απόδοσης που απαιτούνται για να ζωντανέψει μια σκηνή.
Το CryEngine είναι προς το παρόν δωρεάν για λήψη, με τη δυνατότητα ray-tracing που θα κάνει το ντεμπούτο του αργότερα το 2019. Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τη σουίτα Total Illumination από την Crytek μεταβαίνοντας στο επίσημη ιστοσελίδα της CryEngine.
