Quake rtx сравнение

Обновлено: 07.07.2024

При отрисовки через RTX появилась возможность настройки освещения окружающей виртуальной среды. Зайдя в которую можно увидеть многие настройки. Например, выбрать тип неба, например Земное или установить, что освещение будет зависеть от текущего таймера у вас в компе. Например, играя после 19-00 выйдя на открытое пространство, вы увидите реальную темноту.

Продолжаю публикацию видео. На этот раз посмотрим, как ведёт себя первый официальный аддон для Quake 2 под названием The Reckoning.

С учетом того, какие методы трассировки лучей применяются в обновленной версии Quake II и насколько экстенсивно они используются, не должно стать сюрпризом, что на многих вполне современных видеокартах она и вправду тормозит не меньше, чем оригинал на распространенном железе 1997 года. Но чтобы в полной мере ощутить требования, которые Path Tracing накладывает на GPU, сперва посмотрим, как быстро классическая игра летает в режиме RTX Off.

Команда timedemo позволяет обрушить на OpenGL-движок Quake II всю мощь современных видеокарт NVIDIA, и в результате все устройства на чипах Turing, участвующие в тестировании, без труда преодолели отметку в 2 тысячи (!) кадров/с. К слову, ускорители семейства Pascal ушли еще дальше, вплоть до 2,5 тыс. FPS. Но едва ли это повод усомниться в общей производительности архитектуры Turing под API OpenGL — скорее всего, дело просто в драйвере. В любом случае, мы рассматриваем довольно-таки «патологический» и оторванный от реальности случай. Эти данные нужны лишь для того, чтобы определить высоту, с которой быстродействие будет падать, когда за дело примется Path Tracing.

Действительно, от исходных результатов лучших GPU сегодняшнего дня Quake II RTX даже без опции глобального освещения оставляет не более 7 %, а в худшем случае — мизерные 0,2 %. Впрочем, свыше 2 тыс. FPS — такой запас, который не жалко потратить ради реалистичных эффектов освещения. Так что же получилось в остатке?

Если удовлетвориться 60 FPS в качестве минимальной частоты смены кадров для комфортной игры, то с Quake II RTX справляется ускоритель уровня GeForce RTX 2060 и выше, но только без чрезвычайно требовательной функции Global Illumination. Для того чтобы GI заработал в полную силу, придется сделать один шаг выше по лестнице моделей на чипах Turing — до GeForce RTX 2070. Владельцы GeForce RTX 2080 Ti уже могут ни в чем себе не отказывать: даже при наивысшем качестве трассированного освещения действующий флагман NVIDIA обеспечивает уверенные 89 FPS.

А вот большинство графических карт прошлого поколения остались не у дел: даже GeForce GTX 1080 Ti с трудом пробил отметку 30 FPS без глобального освещения, а с GI на максимуме играть на нем в Quake II RTX уже совершенно невозможно. Старшие модели серии GeForce GTX 16, как и обещала NVIDIA, в силу особенностей архитектуры Turing более успешно справляются с трассировкой лучей по сравнению с «Паскалями»: и GeForce GTX 1660, и GTX 1660 Ti дотянулись до 30 FPS в тестах без глобального освещения.

При рендеринге Quake II без функции Path Tracing для современных графических процессоров нет особенной разницы между разрешениями 1080p и 1440p — в обоих случаях частота смены кадров упирается в центральный процессор. По крайней мере это справедливо для видеокарт на чипах Pascal, тогда как у моделей семейства Turing частота смены кадров не просто не падает вместе с ростом разрешения, а заметно увеличивается — вот такие сюрпризы таит тестирование чрезвычайно мощных современных ускорителей в игре 22-летней давности.

Новый движок с трассировкой лучей, разумеется, не подчиняется столь странным закономерностям. В процентном отношении к результатам под OpenGL быстродействие самых мощных видеокарт в режиме 1440p падает уже на 96 % и более, а модели попроще сохранили не более 1 % исходной производительности. Если учесть, что мы отталкиваемся от чисел в диапазоне 2–2,5 тыс. FPS, разницы в несколько процентов оказалось вполне достаточно для того, чтобы столкнуть на обочину подавляющее большинство участвующих в тестировании устройств. Только GeForce RTX 2080 и RTX 2080 Ti по-прежнему держатся в зоне выше 60 FPS с деактивированной опцией глобального освещения, и даже флагманский ускоритель не гарантирует комфортную игру с Global Illumintaion максимальной интенсивности (с двойным отскоком лучей).

Если понизить требования к частоте смены кадров с 60 до 30 FPS, то линия отреза проходит по младшим видеокартам на чипе TU106 (GeForce RTX 2060). Ни лучшие модели прошлого поколения, ни новомодные ускорители серии GeForce GTX 16 с трассировкой лучей при разрешении 1440p явно не справляются. А ведь впереди еще тесты в режиме 4К. Все идет к тому, что Quake II RTX окажется единственной из существующих игр (кроме, пожалуй, Metro Exodus), которой не хватит GeForce RTX 2080 Ti для рендеринга в 2160p без ресурсоемких методов полноэкранного сглаживания.

Особенностью которой стала поддержка новомодной функции "ray tracing" которая дибютировала в потребительском железе в 2000 поколении карт этого производителя. Позднее компания включила поддержку этой функции и для предыдущего поколения 1000. Разумеется, чудес не произошло и программно-аппаратная реализация на порядок хуже по скорости полностью аппаратной. Но почему не попробовать её в деле на примере моей GTX 1080. Этим видео я открываю цикл видео посвящённой этой теме. Я буду сравнивать качество картинки нового движка через стандартный OpenGL и RTX отрисовку.

При отрисовки через RTX появилась возможность настройки освещения окружающей виртуальной среды.

Зайдя в которую

можно увидеть многие настройки. Например, выбрать тип неба, например Земное или установить, что освещение будет зависеть от текущего таймера у вас в компе. Например, играя после 19-00 выйдя на открытое пространство, вы увидите реальную темноту.

Итак, в первом видео сравним оригинальный Quake 2. Ну а в следующих видео официальные и не официальные аддоны для этой игры на обновлённом движке через разные отрисовки.

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.

Читайте также: