Обзор quake 2 rtx

Обновлено: 06.07.2024

В марте NVIDIA объявила, что берет под крыло любительский проект q2vkpt и собирается выпустить собственную версию нетленной классики с графическим движком на основе трассировки лучей. И вот, спустя три месяца томительного ожидания, она перед нами. Но что же особенного в обновлении старинной игры? А те, кто уже поспешил скачать и опробовать Quake II RTX, могут задать вопрос, почему она работает так медленно, как будто на дворе вновь 1997 год, а в компьютере — первая карта Voodoo Graphics.

В самом деле, пионерские проекты, освоившие трассировку лучей в реальном времени, — Battlefield V, Metro Exodus и Shadow of the Tomb Raider — оказались по силам не только видеокартам серии GeForce RTX, но и, с теми или иными оговорками, ускорителям прошлого поколения. Что именно дает право Quake II RTX рассчитывать на статус самой передовой и требовательной игры для современных GPU? Все дело в том, что в играх переходного периода — от растеризации к трассировке лучей — действует модель гибридного рендеринга, когда Ray Tracing дозированно применяют для симуляции определенных эффектов — теней, отражений или глобального освещения, а львиную долю нагрузки на GPU по-прежнему создает растеризация и шейдерные программы. Даже в Metro Exodus — игре, в которой DXR используется наиболее активно, — пришлось пойти на определенные жертвы (к примеру, в ней нет трассированных отражений). В Quake II RTX, напротив, все освещение целиком рассчитывается с помощью трассировки лучей, а если точнее — по наиболее достоверному и ресурсоемкому методу Path Tracing.

Провести границу между Path Tracing, с одной стороны, и Ray Tracing, с другой, не так-то просто, особенно в таких случаях, как компьютерные игры. Различие между этими методами можно описать в одно и тоже время и количественным, и качественным образом. Но строго говоря, понятие Ray Tracing описывает лишь фундаментальные принципы, лежащие в основе всех подобных алгоритмов: из точки обзора программа посылает множество лучей, которые пересекаются с объектами сцены, отражаются от них и в конечном счете заканчиваются на первичных источниках света (или уходят в бесконечность). В зависимости от того, насколько много лучей отслеживает алгоритм и какую глубину вторичных отражений он допускает, конечный результат будет в той или иной степени приближен к физически достоверному эталону изображения. Предел точности расчетов задает быстродействие оборудования, ведь каждое пересечение луча с геометрией сцены требует выпустить из найденной точки все больше и больше лучей. Именно поэтому в играх пока не может идти речи о полном отказе от растеризации в пользу трассировки лучей, а разработчики используют Ray Tracing для симуляции изолированных, наиболее ярких эффектов освещения.

Path Tracing — один из распространенных алгоритмов рендеринга путем трассировки лучей, который преобладает в «офлайновых» задачах: создании фотореалистичных статических изображений и CGI-анимации в кино. Ключевое достоинство Path Tracing состоит в том, что он лучше прочих методов решает проблему экспоненциального роста вычислительной сложности при расчете множественных отражений луча от поверхностей объектов за счет математических методов Монте-Карло. Тем не менее для современных графических процессоров Path Tracing пока еще считается слишком сложной задачей, если необходимо выполнять рендеринг «в онлайне» — как в играх. Или это уже устаревшая точка зрения?

Quake II оказался удобным подопытным кроликом для того, чтобы провести такой эксперимент. Исходный код движка id Tech 2 уже давно лежит в открытом доступе, а игра имеет богатую историю пользовательских модификаций. После того как NVIDIA выпустила видеокарты с функциями трассировки лучей на уровне кремния, независимый разработчик Кристоф Шилд (Christoph Schied) создал q2vkpt, альтернативный рендерер Quake II под API Vulkan (именно он лег в основу Quake II RTX), в котором все без исключения процедуры переноса света рассчитываются методом Path Tracing. Это чрезвычайно элегантный подход, который объединяет шейдинг (вычисление цвета) пикселов в едином алгоритме и нуждается в минимальной работе над ресурсами игры для того, чтобы получить физически достоверное изображение. Упрощенно говоря, нужно лишь присвоить текстурам те или иные свойства реакции на свет, а оставшуюся работу выполнит алгоритм трассировки лучей.

Однако Path Tracing по-прежнему является чрезвычайно сложной задачей с точки зрения объема вычислений. Согласно разработчикам NVIDIA, рендерер Quake II RTX просчитывает вплоть до нескольких дюжин лучей на каждый пиксел (хотя в большинстве случаев достаточно 5–7):

луч первого порядка, определяющий видимость объектов — этот этап можно было заменить растеризацией, но полная трассировка упрощает логику рендеринга и позволяет делать такие вещи, как цилиндрическая проекция (соответствующая опция есть в игре для съемки эффектных скриншотов);
лучи второго порядка для расчета прямого освещения и теней от источников света — в зависимости от числа последних в сцене;
лучи для расчета непрямого освещения — один отскок луча низком и среднем качестве опции Global Illumination и два при высоком;
один луч для расчета рефракций и отражений;
один луч для эффектов света в жидкой среде (Caustics).

И все же по сравнению с высокоточным «оффлайновым» рендерингом Quake II RTX оперирует сравнительно небольшим количеством лучей, а сырой кадр получается довольно «шумным». Цвет недостающих пикселов вычисляется путем аппроксимации данных — причем как из текущего, так из и предшествующих кадров, что одновременно дает эффект временного полноэкранного сглаживания (TAA). Если дать движку время, поставив игру на паузу, то шумоподавление отключается, а кадр за несколько секунд достигает максимальной плотности лучей (однако все скриншоты в обзоре, помимо следующей группы, были сделаны с применением фильтра).

Прелесть комбинации Path Tracing с шумоподавляющим фильтром в том, что такой метод рендеринга в теории можно эффективно масштабировать и на более сложные игры, чем Quake II. В данном случае решающее значение для быстродействия имеет не геометрия сцены, а количество лучей второго порядка при расчетах отраженного освещения и число источников света (к слову, оно в Quake II изначально немаленькое даже по современным стандартам). Если современные графические процессоры готовы нести бремя полной трассировки лучей в Quake II, то и новые проекты с графикой, построенной на принципах Path Tracing, уже могут стать реальностью.

Шутер Quake II от id Software вышел в далёком 1997 году, во времена господства давно покойной 3DFx. Игра предлагала новую однопользовательскую кампанию, захватывающий многопользовательский режим, в который многие играли годами ещё на dialup-модемах, цветное освещение, динамические визуальные эффекты и многое другое — все это было доступно в великолепном для той поры разрешении 640 × 480 или, в лучшем случае, 800 × 600.

В 2001 году id Software сделала движок Quake II полностью открытым, что позволило любому желающему легально выпускать улучшенные варианты игры, в том числе с существенной переработкой технической основы. С тех пор фанаты занимаются созданием различных интересных проектов вроде Q2VKPT, о котором мы уже писали ранее.

Выпущенный в январе Q2VKPT был создан бывшим стажёром NVIDIA из Технологического института Карлсруэ Кристофом Шидом (Christoph Schied). PT в названии его детища означает Path Tracing, технику трассировки лучей, которая объединяет все световые эффекты (тени, отражения и так далее) в единый алгоритм трассировки. Поскольку сейчас трассировка лучей в моде, разработчик, создающий новую идеальную версию Quake II, привлёк много внимания.

Но у Path Tracing есть и оборотная сторона: алгоритм случайной выборки приводит к шумам, которые делают картинку зернистой, что было хорошо видно в проекте Q2PT 2016 года. Чтобы решить эту проблему, Кристоф Шид и его коллеги по университету задействовали идеи, изначально задуманные в 2016 году во время стажировки в NVIDIA, когда он изобрёл быстрый способ устранения указанной зернистости путём объединения результатов нескольких игровых кадров, по аналогии с временны́м полноэкранным сглаживанием TAA.

Как отметил господин Шид на своём сайте, Q2VKPT является основой для дальнейших исследований и платформой для обкатки улучшений качества трассировки лучей в реальном времени. NVIDIA в лице её экспертов решила поучаствовать в проекте и разработать эффективные улучшения. Кристоф Шид согласился поработать с бывшими коллегами, так что NVIDIA во время GDC 2019 представила первые результаты в лице Quake II RTX (пока только в качестве довольно любопытных скриншотов).

Quake II RTX работает под API Vulkan, поддерживает Linux и активно использует трассировку лучей для всего: освещения, просчётов отражений, теней и VFX без использования традиционных эффектов или методов растрирования. Но что нового в Quake II RTX по сравнению с Q2VKPT? NVIDIA говорит о массе новшеств: смена дня и ночи в реальном времени; непрямое освещение; преломления в воде и стекле; излучающие, отражающие и прозрачные поверхности; карты нормалей и шероховатостей для дополнительной детализации поверхностей; эффекты частиц и лазера для оружия; процедурные карты окружающей среды с изображением гор, неба и облаков, которые обновляются при изменении времени суток; сигнальный пистолет для освещения тёмных углов, где прячутся враги; улучшенное шумоподавление; поддержка SLI (кто-то вспомнит про времена Voodoo 2 SLI); высокодетализированное оружие, модели и текстуры Quake 2 XP; опционально: эффекты огня, дыма и частиц NVIDIA Flow и многое другое. Всё работает в режиме реального времени на видеокартах GeForce RTX.

Более того, Quake II RTX работает с NVIDIA VKRay (также известным как VK_NV_ray_tracing), расширением Vulkan, которое позволяет любому разработчику, использующему открытый графический API, добавлять эффекты трассировки лучей в свои игры. VKRay поддерживает все преимущества, которые можно увидеть в RTX, и готова к использованию на Vulkan для Linux и других платформ.

При желании можно взглянуть на более наглядные сравнительные скриншоты, опубликованные компанией на своём сайте: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Видимо, чуть позже желающие смогут скачать эту версию Quake II RTX от NVIDIA и насладиться ею при условии наличия совместимой видеокарты GeForce.

Версия Quake II RTX создана на базе пользовательской модификации Q2VKPT. Это объясняет выбор Nvidia игры для облагораживания. Классический шутер от 1997 года засиял новыми красками, и сегодня Quake II RTX предназначен для энтузиастов, жаждущих воочию увидеть на своем РС трассировку лучей в реальном времени.

Сразу надо отметить, что ремастер сделан для демонстрации особенностей RTX без оглядки на то, как технологии повлияют на итоговую картинку.

Да, не запрещают снизить настройки RTX, вернуться к 1080р, добиться более приемлемой частоты кадров и слегка нивелировать негатив от микрофризов. Однако возникает резонный вопрос, зачем вообще с этим возиться, если нельзя увидеть во всей красе то, ради чего затевался ремастер?

Внешний вид игры ценен передовыми эффектами, будь то глобальное освещение, реалистичные отражения или тени. Именно трассировка лучей является главным поводом для восторгов. Выпущенные из базового пистолета снаряды или другие источники света правдоподобно озаряют округу. Видишь реалистичную вспышку от взорвавшейся за углом ракеты. Модели оружия обновили и добавили им блестящих поверхностей с целью ещё лучше показать технологии. Так, лава отражается в дуле гипербластера.

В жертву наглядности принесли корректность освещения. Несколько уровней стали чересчур яркими. Прилагаются продвинутые настройки изображения, но без ковыряния в них отдельные локации лишены гнетущей атмосферы планеты Строгосс и напоминают склад с кучей окон в яркий солнечный день. Другие помещения встречают непроглядной мглой, что заставляет вспоминать о Doom 3 и переключаться между источником света и мощным оружием. Зато отражения, тени — всё как в жизни — наслаждайтесь! Собственно, в Quake II RTX невольно ищешь эффекты, связанные с трассировкой лучей, чтобы не обращать внимания на посредственные модели врагов и унылое окружение.

Quake II относится к эпохе, когда видеоигры только осваивали трёхмерную графику. Тогда достоинством считался сам факт воплощения 3D и сопутствующих элементов. Работа id Software выделялась тем, что на момент выхода поддерживала OpenGL и раскрывала потенциал 3D-ускорителей. Зрелищное по меркам того времени расчленение противников и открытые пространства тоже впечатляли.

Увы, подобные проекты плохо стареют. Сегодня в глаза бросается минимум деталей и то, что в качестве украшений, как правило, используются ящики или редкие рисунки на стенах, обозначающие приборы. Встречаются механизмы для переработки людей или красивый по местным меркам вид на завод, но бродишь по одинаковым серо-коричневым коридорам и комнатам.

Не зря инди-студии в погоне за ностальгией предпочитают «пикселизацию». За такой стилистикой проще скрыть невыразительное оформление. Ранняя трёхмерная графика выпячивает недочёты. Кроме того, тут в глаза бросается контраст между новомодными технологиями Nvidia и невзрачными декорациями на пару с угловатыми неприятелями.

Напоминают о себе и неоднозначные решения разработчиков из id Software, доставшие игре в наследство от предка. В Quake II нет бешеных скоростей первой части, как нет массовых и кровавых поединков в духе Doom 1 и 2. Здесь мало врагов, и зачастую они тонким слоем размазаны по всему уровню. При этом многие монстры выносливы, пространство для манёвров не всегда предоставляют, и герой оказывается в узком проходе, где стоит неповоротливый строгг. Битва скатывается к тому, что методично высовываешься из-за угла и стреляешь в тупоголового противника. Кампания не заставляет зевать от скуки, но забеги с уничтожением двух-трёх врагов не лучшим образом на неё влияют. Напряжённых перестрелок не хватает.

К вашим услугам и сетевые сражения с включённым RTX — возня с настройками и перспектива наткнуться на отсутствие на серверах людей в наличии.

Diagnosis

Quake II RTX отлично справляется с главной миссией — продемонстрировать как можно больше граней трассировки лучей в реальном времени. Вот только игра увлекает разве что желанием рассмотреть знакомые декорации в новом свете. На этом значимые достоинства ремастера заканчиваются. Оптимизация хромает, что объясняется ставкой на реализацию RTX. Графика за пределами наворотов становится наглядным напоминанием, что не все приключения стареют одинаково хорошо. Кампания радует немодными нынче идеями, но стабильно огорчает сражениями с «толстыми» противниками в узких проходах.

Первые три уровня Quake II RTX доступны бесплатно. Если вам достаточно оценить чудеса RTX в общих чертах без осмотра всех закоулков Строггоса, то стоит ограничиться пробной версией.

Возможность оценить трассировку лучей в реальном времени без компромиссов
Повод вспомнить про Quake II в эпоху, когда старомодных шутеров очень мало

За исключением RTX проект выглядит не лучшим образом
Оптимизация принесена в жертву технологиям, комфортно играть не получается из-за постоянных микрофризов
Неудачные моменты в кампании, в том числе режущие слух стоны солдат в некоторых локациях и отстрел выносливых врагов в небольших помещениях

Пишите нам и общайтесь в Telegram ! @gametechruchat

Новостной канал в Telegram @gametechru

6 июня компания Nvidia выпустила Quake 2 RTX – классический шутер от id Software с поддержкой технологии трассировки лучей в реальном времени.

Издание DSO Gaming протестировало Quake 2 RTX на РС, оснащённом процессором Intel i7 4930K (4.2 ГГц), 16 ГБ памяти DDR3 и видеокартой GeForce RTX2080 Ti.

В рамках тестирования качество новых эффектов от Nvidia было выставлено на максимально доступное значение, включая «Высокое» качество Global Illumination.

В разрешении 1080p средний показатель производительности составил 83 к/c. Производительность не опускалась ниже 71 к/c. Тем не менее, DSO Gaming отмечает, что плавности в процессе игры не ощущалось, и картинка иногда замирала на мгновение (так называемые «фризы»).

В разрешении 2560×1440 среднее показатель производительности составил 48 к/c, а минимальный 42 к/c.

В разрешении 4К игра работала при средней производительности в 21 к/c. Отличный повод погрузиться в объятия ностальгии для тех людей, которые застали выход оригинальной Quake 2 и у которых на тот момент не было достаточно мощного РС для игры с комфортной производительностью.

Quake 2 RTX доступна в Steam. Первые три уровня могут оценить бесплатно все желающие. Если вы хотите пройти всю кампанию с трассировкой лучей в реальном времени, то придётся купить оригинальную версию Quake 2, если у вас её нет.

Читайте также: