Kilka dni temu Nvidia udostępniła Minecrafta w wersji RTX. Gra została wzbogacona o path tracing oraz technikę Nvidia DLSS 2.0. Dzięki temu ma prezentować się dużo lepiej. Postanowiliśmy to sprawdzić i przy okazji przetestować, jak RTX i DLSS 2.0 wpływają na wydajność.
Minecraft RTX został zapowiedziany przez Nvidię jeszcze w sierpniu 2019 roku. Aż 8 miesięcy przyszło nam czekać na to, żeby produkcja została w końcu udostępniona, póki co w wersji beta. Dzięki temu już teraz możemy sprawdzić, jak ray tracing wpływa na grafikę wyświetlaną w – bądź co bądź – ubogiej pod tym względem produkcji. Zrobiliśmy to z wykorzystaniem karty graficznej Gainward GeForce RTX 2060 Super Phantom.
Czym jest ray tracing?
Każdy najmniejszy promień światła, pochodzący z dowolnego jego źródła, trafia na różne powierzchnie. Odbija się od nich, przenika przez nie czy też powoduje zjawisko refrakcji. Zależy to od samego promienia, kąta jego padania oraz oczywiście samej powierzchni, na którą natrafi. Cały proces trwa niemal nieskończenie i dotyczy nieskończonej wręcz liczby promieni. Odtworzenie go w ramach grafiki komputerowej jest praktycznie niemożliwe.
Właśnie dlatego w ray tracingu zastosowano zasadę wzajemności światła. Zakłada ona – w dużym uproszczeniu, że odwrócenie promieni świetlnych działa tak samo, jak rzeczywiste promienie świetlne. Oznacza to, że wystarczy śledzić tylko te promienie, które ostatecznie trafiają do naszego oka lub (w przypadku grafiki komputerowej) są wyświetlane na ekranie monitora i tym samym wpływają na kształt i wygląd sceny. Jednocześnie możemy pominąć wszystkie te promienie, które co prawda odbijają się od powierzchni, ale nie są przez nas w danym momencie (w danej scenie) widoczne. To znacząco ogranicza liczbę śledzonych promieni przy zachowaniu maksimum realizmu.
I tym właśnie jest technika ray tracingu – śledzi ona promienie świetlne, które wpływają na wygląd danej sceny. Opracowany algorytm obsługuje każdy promień świetlny z osobna i bada jego zachowanie – odbicia, zderzenia z obiektami, przepływ przez elementy przezroczyste i tym podobne. Kluczowy jest tutaj fakt, że ray tracing bierze pod uwagę również te źródła światła, które nie są dla nas w danym momencie widoczne, np. światło wpadające do pokoju przez odsłonięte okno, nawet gdy patrzymy w głąb pomieszczenia i samo okno nie jest dla nas w tym momencie widoczne. To wszystko następnie przekładane jest na realistyczne efekty graficzne.
Jeszcze do niedawna ray tracing był zarezerwowany dla przemysłu filmowego, w którym wykorzystywany jest od wielu lat. Stworzenie na komputerze realistycznego obrazu z wykorzystaniem efektów specjalnych i ray tracingu trwało długo, ale było możliwe, ponieważ nie odbywało się w czasie rzeczywistym. Jednocześnie karty graficzne w naszych domowych komputerach były zbyt słabe, aby ze śledzeniem promieni radzić sobie w grach. To zmieniło się za sprawą modeli Nvidia GeForce z serii RTX, które zostały wyposażone w specjalne rdzenie RT, odpowiedzialne za obliczenia związane z ray tracingiem. Teraz technika ta trafiła do Minecrafta.
Po co ray tracing w Minecrafcie?
W tym miejscu ktoś może zadać sobie pytanie – ale po co ray tracing w grze, która z natury jest bardzo mocno ograniczona graficznie i niczym nie przypomina realistycznego obrazu? Właśnie dlatego, że na takim obrazie bardzo łatwo dostrzeżemy różnicę między grafiką z włączoną i wyłączoną techniką śledzenia promieni. W innych grach, gdzie światło i jego odbicia były na różne sposoby udawane, różnica nadal jest duża i chyba nikt nie ma co do tego żadnych wątpliwości, ale nie aż tak bardzo zauważalna jak w Minecrafcie.
Poza tym trzeba też pamiętać, że Minecraft to produkcja, która daje nam – graczom – ogromne pole do popisu. Jest jak świat z nieskończoną liczbą klocków LEGO, z których możemy zbudować to, co nam się tylko wymarzy. To też przekłada się na spore możliwości sprawdzania na własną rękę, jak działa ray tracing na różnych obiektach i w różnych scenach. Bo Minecraft RTX to nie tylko światło odbijające się od obiektów umieszczonych w grze, ale również wiele sześcianów, które same są źródłem światła, jak chociażby lawa. No i nie zapominajmy, że to najpopularniejsza gra wszech czasów, która została kupiona aż 176 mln razy.
Nvidia DLSS 2.0
Ale to nie wszystko. Minecraft RTX pozwala na sprawdzenie jeszcze jednej techniki. Mowa o DLSS 2.0, czyli usprawnionym algorytmie Deep Learning Super Sampling. To rozwiązanie również wprowadzone do komputerów domowych za sprawą kart graficznych Nvidia GeForce RTX i – tak samo jak ray tracing – korzystające z dedykowanych do tego jednostek, w tym przypadku nazwanych Tensor. DLSS to technika wygładzania krawędzi, która do uzyskania najlepszych efektów wykorzystuje uczenie maszynowe. Wyszkolona przez Nvidię sieć neuronowa pobiera z gier klatki o niskiej rozdzielczości, przetwarza je, a następnie wypluwa poprawiony obraz wysokiej jakości i rozdzielczości. Odpowiednie instrukcje, jak to robić najlepiej, są zapisane w rdzeniach Tensor. Dzięki temu poprawia się też wydajność, bo za wygładzanie krawędzi odpowiadają dedykowane do tego jednostki, a nie shadery, które mogą zająć się innymi obliczeniami.
Natomiast DLSS 2.0 jest jeszcze bardziej usprawnionym algorytmem. Stworzona sieć neuronowa stała się jeszcze szybsza, a instrukcje są identyczne dla każdej gry, więc zaimplementowanie rozwiązania w danej produkcji dużo szybsze i łatwiejsze. DLSS 2.0 wprowadziło też trzy zdefiniowane stopnie jakości – Quality, Balanced oraz Performance (jakość, zbalansowany oraz wydajność). To również postanowiliśmy sprawdzić w Minecraft RTX.
Nvidia Ansel
Zanim zaczniemy się bawić ray tracingiem w grze Minecraft RTX, warto wiedzieć o jeszcze jednej, przydatnej funkcji kart graficznych GeForce. W tym przypadku chodzi mi o Nvidia Ansel, czyli mechanizm, dzięki któremu możemy robić niesamowite zrzuty ekranów z normalnie niedostępnych perspektyw czy kątów. System pozwala nam jeździć kamerą po uchwyconej scenie i poczuć się niczym fotograf. W tym celu, w programie Nvidia GeForce Experience, wystarczy włączyć nakładkę w grze. Domyślnie tryb zdjęć uruchamiamy kombinacją przycisków ALT+F2.
Jak to wygląda?
Testy przeprowadziliśmy oczywiście w grze Minecraft RTX z wykorzystaniem nasze platformy testowej (Intel Core i7-9700K, 16 GB pamięci RAM DDR4 3000 MHz oraz płyta ASRock Z390 Pro4). Gra testowana była z wykorzystaniem karty graficznej Gainward GeForce RTX 2060 Super Phantom, którą wypożyczyła nam firma Palit.
Test przeprowadziliśmy na trzech mapach, które zostały przygotowane przez Nvidię. Wybraliśmy: Aquatic Adventure, Of Temples and Totems oraz Color, Light and Shadow. Różnicę między włączonym i wyłączonym ray tracingiem widać gołym okiem:
Podsumowanie
Ray tracing w Minecraft RTX robi ogromne wrażenie. Na niektórych porównaniach wręcz trudno uwierzyć, że to jedna i ta sama gra ze zmienioną jedną opcją w ustawieniach. Jeśli sami chcielibyście przetestować możliwość śledzenia promieni w tzw. kwadratowej masakrze, to – jeśli macie już samą grę – wystarczy zapisać się do testów Beta, a następnie pobrać za darmo przygotowane przez Nvidię światy. Dokładną instrukcję jak to zrobić znajdziecie na stronie Zielonych. A ja tymczasem wracam do budowania swojego zamku!
*Tekst powstał przy współpracy z marką Palit
