Qu’est-ce que le lancer de rayons ?
Le lancer de rayons est une technique de rendu d’infographie qui crée des images en traçant les chemins des rayons lumineux à travers une scène. La lumière peut interagir avec les objets de la scène, rebondir sur eux et acquérir des propriétés telles que la couleur.
Lancer de rayons : les bases
Le lancer de rayons simule l’éclairage du monde réel. La lumière que nous voyons est le résultat de photons émis par une source d’énergie telle que le soleil. Les photons peuvent rebondir et se disperser lorsqu’ils entrent en collision avec des objets. Tout ce dont vous avez besoin est un miroir pour voir cela. Lorsque la lumière frappe un miroir, elle se reflète.
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Le lancer de rayons simule cela. Le nombre de rayons tracés est insignifiant par rapport au monde réel, où des millions de photons rebondissent sur notre champ de vision. Les jeux modernes tracent 1 à 4 rayons par pixel. Pourtant, cela suffit pour simuler le monde réel.
Tracer le chemin du rayon lui permet également d’interagir avec le monde du jeu. La lumière qui rebondit sur un objet rouge est affectée par cette couleur, projetant une lueur rouge à proximité. La lumière peut être diffusée différemment selon les propriétés que l’artiste du jeu attribue à l’objet, permettant des semi-réflexions réalistes ou des surfaces rugueuses.
Le lancer de rayons est une avancée importante pour les graphiques 3D. Il crée des images photoréalistes en simulant le chemin de la lumière lorsqu’elle se déplace dans le jeu. Cela permet à l’éclairage d’interagir avec l’environnement même si l’environnement n’est pas visible pour le joueur. Le lancer de rayons ne nécessite pas de matériel spécialement conçu pour fonctionner, mais il ne fonctionne que sur les cartes vidéo ou les consoles de jeux qui peuvent accélérer le lancer de rayons car il est si exigeant.
Traçage de rayons et pixellisation (ou, comme vous le savez, graphiques 3D)
Nvidia
Même si vous comprenez cette explication, vous pouvez toujours être confus. Il y a une réflexion dans les jeux du passé, même maintenant des jeux vieux de plusieurs décennies. En quoi le lancer de rayons est-il différent ?
Les jeux 3D du passé et la plupart des jeux modernes utilisent la rastérisation. La rastérisation combine des éléments du monde du jeu 3D visibles par le joueur dans une image 2D. Il ne rend que ce que le joueur devrait pouvoir voir, car toute performance utilisée pour générer ce que le joueur ne peut pas voir est gaspillée. Cependant, cela crée un problème.
Reprenons l’exemple du miroir. L’environnement et le personnage du joueur sont invisibles pour le joueur (au moins dans les jeux à la première personne). Avec la pixellisation, le miroir n’a rien à refléter.
Bien sûr, les miroirs existent dans les jeux modernes. Ils rendent la scène deux fois. Une passe est du point de vue du joueur, tandis que l’autre est sous un angle différent. Cependant, cela double les performances requises pour rendre la scène.
Les réflexions d’espace d’écran sont une technique utilisée dans les moteurs de jeux 3D populaires qui utilisent les données d’écran pour créer des réflexions. Cette technique est idéale pour les surfaces réfléchissantes qui forment un angle avec la vue du joueur, comme l’eau. Cependant, si l’élément réfléchi sort de l’écran, l’objet réfléchi disparaît.
Le lancer de rayons n’a pas ces problèmes car, contrairement à la rastérisation, il peut tracer en dehors de la perspective du joueur.
De plus, dans les jeux qui permettent à la lumière d’interagir avec les surfaces, le lancer de rayons peut afficher des déversements de couleurs réalistes et des surfaces semi-réfléchissantes difficiles à pixelliser.
Quel matériel est requis pour le lancer de rayons ?
Nvidia
Le lancer de rayons n’est pas une idée nouvelle. Les informaticiens ont expérimenté le lancer de rayons au début des années 1980, créant des images fixes avec un éclairage, des reflets et des ombres réalistes. Malheureusement, ils ont mis des heures à rendre.
Les jeux vidéo nécessitent un lancer de rayons en temps réel à 30 images par seconde ou plus. Cela n’est possible qu’avec des cartes vidéo conçues pour accélérer le lancer de rayons.
Le traçage de rayons RTX de Nvidia repose sur du silicium appelé Tensor Cores. Les cœurs Tensor n’existent que dans les cartes graphiques RTX. Les cartes GTX de Nvidia peuvent restituer des jeux en utilisant le lancer de rayons car, comme mentionné précédemment, le lancer de rayons ne nécessite pas de puce dédiée. Cependant, les performances sont terribles par rapport aux cartes RTX. Certains jeux, tels que Minecraft avec traçage de rayons RTX, nécessitent une carte graphique RTX en raison de la manière spécifique dont ils permettent le traçage de rayons.
Il n’y a pas de marque spécifique de cartes AMD qui accélèrent le lancer de rayons, et il n’y a pas de puce dédiée. Au lieu de cela, ils utilisent des ajustements matériels et des mises à jour logicielles pour obtenir de meilleurs résultats. Les cartes AMD avec lancer de rayons accéléré sont plus difficiles à identifier, alors faites attention aux détails.
La PlayStation 5 et les Xbox Series X et S de Sony disposent du matériel graphique d’AMD qui peut accélérer le lancer de rayons. Cependant, c’est au développeur de l’activer, ce que de nombreux jeux ne font pas.Un exemple notable est Cyberpunk 2077, qui prend en charge le traçage de rayons RTX sur PC au lancement, mais pas le traçage de rayons sur les consoles de nouvelle génération. La fonctionnalité est promise pour les consoles de nouvelle génération dans un futur patch.
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