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Qu'est-ce que le lancer de rayons?

Qu'est-ce que le lancer de rayons?

Geoffrey Carr

Récemment, une démonstration d'Epic, les fabricants du moteur de jeu Unreal, a soulevé des sourcils pour ses effets d'éclairage photoréalistes. La technique est un grand pas en avant pour le lancer de rayons. Mais qu'est ce que ça veut dire?

Que fait le lancer de rayons

En termes simples, le lancer de rayons est une méthode utilisée par un moteur graphique pour calculer la manière dont les sources de lumière virtuelles affectent les éléments de leur environnement. Le programme littéralementtraceslades rayonsde la lumière, en utilisant des calculs développés par des physiciens qui étudient le comportement de la lumière réelle.

Les moteurs graphiques tels que Unreal ou Unity utilisent le traçage de rayons pour restituer des effets d'éclairage réalistes (ombres, réflexions et occlusions), sans qu'il soit nécessaire de les restituer sous forme d'objets distincts. Bien qu’elle soit assez intensive du point de vue du traitement, son utilisation pour restituer uniquement ce que la caméra (le lecteur) a besoin de voir à tout moment signifie qu’elle peut être plus efficace que d’autres méthodes plus anciennes de simulation de lumière réaliste dans des environnements virtuels. Les effets d’éclairage spécifiques sont rendus sur un seul plan bidimensionnel selon la perspective du spectateur, mais pas dans l’ensemble de l’environnement.

Tout cela est réalisé avec des maths incroyablement complexes, à la fois en termes de détermination du comportement de la lumière virtuelle et de la quantité de ces effets visibles par le spectateur ou le joueur à un moment donné. Les développeurs peuvent utiliser des versions moins complexes des mêmes techniques pour prendre en compte un matériel moins puissant ou un gameplay plus rapide et fluide.

Le lancer de rayons est une approche générale des graphiques plutôt que toute technique spécifique, même s'il a été constamment perfectionné et amélioré. Il peut être utilisé dans des graphiques pré-rendus, tels que les effets spéciaux de films hollywoodiens, ou dans des moteurs en temps réel, tels que les graphiques que vous voyez au milieu du jeu pendant un jeu sur PC.

Quoi de neuf dans le traçage de rayons?

La démo qui a récemment fait l’objet du lancer de rayons est celle de la vidéo ci-dessous, une courte Guerres des étoiles esquisse impliquant des stormtroopers avec un très mauvais timing. Il a été présenté à la conférence des développeurs de jeux la semaine dernière. Il a été créé par Epic Games (fabricants du moteur Unreal omniprésent) en partenariat avec NVIDIA et Microsoft pour présenter de nouvelles techniques de traçage de rayons.

Hors contexte, ce n’est qu’une vidéo loufoque. Mais l’important, c’est qu’il est rendu en temps réel, comme un jeu vidéo, pas avant comme un film Pixar. La vidéo ci-dessous montre le présentateur qui zoome sur la caméra à travers la scène avec des commandes en temps réel, ce qui n’est pas possible avec les graphiques prédéfinis.

Théoriquement, si votre PC de jeu est assez puissant, il peut générer des graphiques similaires à ceux de tout jeu en utilisant les nouveaux effets de traçage de rayons de la version à venir de la démo d'Unreal.

La technologie brille vraiment (l'obtient?) Parce que cette démo spécifique comprend de nombreuses surfaces réfléchissantes et réfléchissantes de géométrie irrégulière. Découvrez la façon dont l’environnement se reflète dans les panneaux incurvés de l’armure chromée du capitaine Phasma. Il est tout aussi important de noter qu’elle se reflète de manière plus diffuse sur l’armure blanche des stormtroopers normaux. C’est un niveau d’éclairage réaliste qui n’est pas disponible dans les jeux d’aujourd’hui.

Est-ce que cela rendra mes jeux superbes?

Oui, dans des circonstances très spécifiques. Ce niveau avancé de traçage des rayons permettra aux jeux vidéo d’obtenir des effets de lumière plus impressionnants, mais ne rend pas plus détaillée la structure polygonale des graphiques. Cela n'augmente pas la résolution des textures, ni la fluidité des animations. En bref, l’éclairage sera réaliste et c’est à peu près tout.

La démonstration ci-dessus est particulièrement spectaculaire, car les développeurs ont choisi des personnages et des environnements où presque toutes les surfaces brillent ou réfléchissent. Si vous utilisez la même technologie pour rendre, par exemple, le protagoniste deLe sorceleurEn série sur son cheval à travers la campagne, vous ne verrez aucune surface principalement réfléchissante à part son épée et peut-être de l’eau. Surtout, les techniques de traçage des rayons ne contribueront guère à améliorer le rendu de la peau, du pelage du cheval, du cuir de ses vêtements, etc.

Les manchettes de cette démonstration affirmant que cela donnerait lieu à des «graphismes de films à succès» constituaient un peu une hyperbole - cela pourrait être vrai si vous jouez un niveau situé dans une salle de miroirs, mais c’est à peu près tout.

Quand verrai-je ce genre de choses dans mes jeux?

La démonstration GDC était un exemple de technique de traçage de rayons brevetée appelée RTX, en cours de développement par NVIDIA. Il est sur le point de faire ses débuts dans la prochaine série de cartes graphiques GeForce haut de gamme, dont les rumeurs font état pour un lancement plus tard cette année avec les numéros de modèle 20XX. Comme d’autres technologies graphiques propriétaires, telles que PhysX de NVIDIA, les lecteurs utilisant des cartes graphiques d’autres fabricants ne le feront probablement pas.

Cela étant dit, RTX utilise également une nouvelle fonctionnalité du système d'API DirectX spécialement conçue pour le lancer de rayons (appelée lancer de rayons par Microsoft). Ainsi, bien que les démonstrations spécifiques ci-dessus soient une collaboration entre Epic et NVIDIA, rien n’empêche les fabricants concurrents, tels que AMD et Intel, de créer des systèmes similaires avec des résultats similaires.

En termes simples, vous constaterez que les jeux haut de gamme sur PC commenceront à utiliser ces techniques vers la fin de 2018 et le début de 2019.Les joueurs qui investissent dans de nouvelles cartes graphiques à cette époque verront le plus d'avantages, mais si vous avez déjà un système de jeu haut de gamme, vous pourrez peut-être utiliser certains de ces effets dans des jeux compatibles DirectX sur votre matériel actuel.

En raison des longs délais de développement et des objectifs matériels statiques, les joueurs sur console ne verront pas ces graphismes avancés avant la prochaine série de consoles de jeu, qui sera disponible dans plusieurs années.

Crédit image: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube

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