Minęło już kilka tygodni od premiery kart graficznych Nvidia GeForce RTX 20xx, a my dopiero teraz mamy okazję sprawdzić, jak w praktyce działa ray tracing. Według Zielonych RTX 2070 to minimum, aby móc cieszyć się śledzeniem promieni. Postanowiliśmy to sprawdzić. Przy okazji przyjrzeliśmy się też technologii DLSS.
Karty graficzne Nvidia GeForce RTX 20xx zostały oficjalnie zaprezentowane 20 sierpnia, czyli aż 3 miesiące temu. Zatem dlaczego dopiero od zeszłego tygodnia możemy sprawdzić, jak ray tracing działa w praktyce? Winnych jest tutaj kilku. Po pierwsze, producenci gier nie kwapią się z wprowadzeniem nowej technologii. Póki co możemy ją zobaczyć jedynie w Battlefieldzie V. Oprócz tego śledzenie promieni miało się pojawić również w Shadow of the Tomb Raider, ale jak na razie Square Enix milczy na ten temat. Po drugie, winny jest Microsoft, a konkretnie opóźniająca się aktualizacja Windowsa. Do działania ray tracingu wymagane są biblioteki DirectX Raytracing, które zostały dodane do Windowsa 10 dopiero za sprawą ostatniej aktualizacji. Ta przysparzała użytkownikom sporych problemów, więc została wycofana. Przywrócono ją dopiero niedawno. To wszystko sprawiło, że aż 3 miesiące czekaliśmy na debiut technologii, która miała być znakiem rozpoznawczym architektury Turing.
Ale w końcu się doczekaliśmy i mieliśmy okazję przetestować wpływ ray tracingu na wydajność w grze Battlefield V. Na dodatek udało nam się to zrobić na najsłabszym modelu z całej rodziny, czyli GeForce RTX 2070 marki Zotac i to w wydaniu Extreme.
[nextpage title=”Czym jest i jak działa ray tracing?”]Ray tracing to inaczej śledzenie promieni. Nie jest to technologia nowa. Już w 1968 roku Arthur Appel stworzył algorytm, który pozwalał na śledzenie promieni światła. W 1979 roku rozwiązanie to zostało ulepszone przez Turnera Whitteda, który określił kilka dodatkowych rodzajów promieni, np. refrakcję, odbicie oraz cień. W praktyce sprowadza się to do bardzo skomplikowanych obliczeń, w których komputer śledzi miliony promieni świetlnych i sprawdza ich zachowanie – odbicia, zderzenia z obiektami czy też przepływanie przez elementy przezroczyste. Co ważne, brane pod uwagę są również źródła, które w danym momencie nie są widoczne na ekranie, np. światło wpadające przez okno, do którego sterowana postać akurat jest odwrócona tyłem. Tylko w ten sposób efekt może być zadowalający.
A jak ma się praktyka? Technologia ray tracingu od wielu lat jest używana między innymi przez Hollywood przy efektach specjalnych. Efekty widzieliśmy w wielu produkcjach – Autach Pixara, Spider-Manie i wielu innych. Czemu dopiero teraz technologia przebija się do świata gier? Powód jest prosty – czym innym jest renderowanie sceny na potrzeby filmu, a czym innym obliczenia wszystkiego w czasie rzeczywistym. Do tej pory nie było kart graficznych, które miały odpowiednią wydajność do śledzenia promieni. Dlatego graficy komputerowi jedynie symulowali pewne efekty, starając się uzyskać jak najlepsze efekty oświetlenia. Nvidia twierdzi, że teraz się to zmieniło i nowe karty są w stanie w czasie rzeczywistym śledzić miliony promieni świetlnych jednocześnie.
[nextpage title=”Testy RTX 2070 – ray tracing”]No to przejdźmy do testów. Wykorzystaliśmy do nich kartę graficzną Zotac GeForce RTX 2070 AMP Extreme oraz grę Battlefield V, czyli jedyną, która w tym momencie obsługuje ray tracing. Aby porównanie było jak najbardziej wiarygodne, zdecydowaliśmy się na przetestowanie efektu w kampanii dla jednego gracza, w dokładnie tej samej scenie. Nie chodzi bowiem o to, aby dowiedzieć się, ile dokładnie uzyskamy klatek na sekundę, ale jak duży wpływ śledzenie promieni ma na wydajność.
Zacznijmy od testów w rozdzielczości Full HD 1902 x 1080 pikseli.
Jak widać karta pozwoliła na uzyskanie około 60 klatek na sekundę z wyłączonym ray tracingiem i nieco poniżej 50 klatek z włączonym śledzeniem promieni. Daje to sporą różnicę, a trzeba przyznać, że wybrana scena nie była przesadnie dynamiczna.
A jak to wygląda w rozdzielczości 4K Ultra HD 3840 x 2160 pikseli?
Tutaj wpływ ray tracingu jest wręcz dramatyczny. W 4K z włączonym śledzeniem promieni gra zrobiła się kompletnie niegrywalna. Zaledwie 18,77 klatek na sekundę sprawiło, że na ekranie oglądałem szarpaninę i pokaz slajdów. Warto też zauważyć, że Battlefield V działa lepiej w rozdzielczości 4K z wyłączonym ray tracingiem niż w 1080p, ale włączonym śledzeniem promieni.
[nextpage title=”Czym jest i jak działa DLSS?”]DLSS (Deep Learning Super-Sampling) to kolejna technologia, którą Nvidia zaprezentowała przy okazji prezentacji nowych kart graficznych RTX 20xx. Z niezrozumiałych dla mnie powodów przeszła ona bez większego echa, a w mojej ocenie jest rozwiązaniem ważniejszym i ciekawszym niż ray tracing. Jednocześnie zdaję sobie sprawę, że nie jest aż tak efektowne, jak śledzenie promieni. Ale przejdźmy do szczegółów. Czym dokładnie jest DLSS?
To nowa forma wygładzania krawędzi w grach, zaproponowana przez Nvidię. Wykorzystuje ona nowe rdzenie Tensor oraz technologię głębokiego uczenia (Deep Learning). W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że to wymyślna nazwa dla upscalowania, ale w praktyce to coś o wiele bardziej skomplikowanego. DLSS ma przełożyć się na dużo wyższą wydajność w grach. Ma się to dziać na dwa sposoby. Po pierwsze, Deep Learning Super-Sampling do wygładzania krawędzi wykorzystuje rdzenie Tensor, zwalniając w ten sposób jednostki CUDA, które mogą zająć się innymi obliczeniami. Po drugie, technologia ta pobiera zdecydowanie mniej próbek na piksel i w ten sposób w mniejszym stopniu obciąża rdzeń graficzny. W praktyce wygładzanie krawędzi ma być lepsze i to dużo mniejszym kosztem, czyli gry mają wyglądać lepiej i działać szybciej.
[nextpage title=”Testy RTX 2070 – DLSS”]Niestety, jeszcze nie doczekaliśmy się gry, która obsługiwałaby DLSS. Jak na razie zapowiedziano ponad 20 tytułów, które z czasem zostaną wzbogacone o to rozwiązanie (między innymi PUBG, Final Fantasy XV, Shadow of the Tomb Raider oraz Hitman 2), ale na efekty musimy jeszcze poczekać. Na ten moment możemy jedynie przeprowadzić testy za pomocą programu Final Fantasy XV Benchmark, który jako pierwszy obsługuje Deep Learning Super-Sampling.
W rozdzielczości 4K Ultra HD 3840 x 2160 pikseli uzyskaliśmy następujące wyniki.
Jak widać DLSS pozwala na poprawienie wydajności o około 33%. To ogromna różnica! Musimy jednak pamiętać, że póki co mówimy jedynie o benchmarku – wykorzystującym silnik prawdziwej gry, ale jednak benchmarku. Musimy poczekać na pierwsze gry i liczyć na to, że wzrost wydajności będzie równie wysoki. Jeśli tak, to DLSS może okazać się technologią dużo ciekawszą niż śledzenie promieni.
[nextpage title=”Podsumowanie”]GeForce RTX 2070 to nie jest karta, która pozwalałaby na granie w rozdzielczości Full HD z włączonym ray tracingiem i w 60 klatkach na sekundę. Prawdę mówiąc nawet bez śledzenia promieni ma problemy z uzyskaniem takiej płynności, co było dla mnie sporym zaskoczeniem. Tym bardziej, że Battlefield V nie powinien być szczególnie wymagający. Na szczęście w innych grach – co mogę napisać już teraz – takiego problemu już nie ma. Ale wróćmy do tematu… Ray tracing w tym momencie to melodia przyszłości. To bez wątpienia technologia ciekawa, ale jeszcze niedopracowana. Na ten moment wolę 60 klatek na sekundę niż śledzenie promieni.
Inaczej sprawa wygląda w przypadku DLSS. To technologia, która już teraz może mieć ogromny wpływ na wydajność w grach. Podtrzymuje swoją wcześniejszą ocenę: Deep Learning Super-Sampling to rozwiązanie na ten moment ważniejsze i ciekawsze niż ray tracing. Póki co tutaj zapowiada się prawdziwa rewolucja, o ile gry przyniosą równie optymistyczną poprawę, co benchmarki Final Fantasy XV.
