Tudo o que você precisa saber sobre Ray Tracing

Tecnologia exclusiva nas placas GeForce RTX promete gráficos realistas e desempenho de sobra.

Quarenta e dois anos atrás, Luke e Leia Skywalker, Han Solo e Darth Vader apareceram pela primeira vez. Mais do que nomes que parecem saídos de um livro trash de ficção científica, os personagens de “Star Wars: Uma Nova Esperança” deram início à Era dos Blockbusters em Hollywood, trazendo efeitos visuais fantásticos (para a época) e aquele pontapé inicial para as futuras franquias que a comunidade geek não consegue viver sem. OK, mas o que isso interessa para nós, singelos gamers de um indefectível continente, no hemisfério sul de um pálido ponto azul? Gráficos!!!

Naquele longínquo 1977, a Apple estava nas fraldas e o sabre de luz ainda era analógico. Computadores possuíam 4KB de memória ram  e operavam à ligeiros 1 MHz. Placas gráficas, nem pensar. Para este nobre estagiário, um pesadelo. Mas, foi o início dos computadores domésticos e dos efeitos visuais como os conhecemos hoje.

O que a Apple vendia enquanto o primeiro filme da franquia Star Wars era produzido. Fonte: Wikipedia

De volta para 2019, a realidade é que gostamos de bons gráficos e muitos frames. Quanto mais realistas e mais “fps”, melhor. O avanço constante de PC’s, Consoles, portáteis e smartphones nos deixa cada vez mais mimados exigentes, os games ainda mais imersivos e de forma geral, tudo fica mais realista.  

Uma das principais novidades neste ano é a tecnologia de Ray Tracing, atualmente exclusiva nas placas de vídeo Geforce RTX Série 20 da NVIDIA, chamadas popularmente de Geforce RTX. 

Confira abaixo um comparativo com alguns exemplos na aplicação do Ray Tracing no Battlefield V, no mapa de Roterdã:

Fonte: Adrenaline
Fonte: Adrenaline
Fonte: Adrenaline

Impressionante, não é mesmo? Quando comparamos com nossas “antigas” placas de vídeo, vemos como elas eram limitadas. No ray tracing, todos os reflexos interagem com o ambiente, criando efeitos que representam fielmente a paisagem em volta. E o que é melhor, é que nós interagimos com a cena, deixando os jogos um passo mais próximos da realidade.

Mas afinal, o que é Ray Tracing?

O ray tracing é um método de renderização dos gráficos tridimensionais que busca reproduzir, na tela ou em óculos de realidade virtual, o trajeto feito pelos raios de luz refletidos e/ou emitidos por objetos, até os olhos do jogador (renderizados na GPU, claro).
Até o momento, os gráficos 3D nos jogos eram gerados usando uma técnica conhecida como Rasterização, que faz uma projeção 2D na tela de um ambiente 3D. A razão para isso é muito simples: é um processo rápido e relativamente “simples”.

Um exemplo simples de como funciona o processo de rasterização. – Foto: Divulgação/Nvidia

Podemos dizer que o ray tracing tem como objetivo simular fenômenos de iluminação, sombra e contraste, que até o momento só podemos ver em objetos reais ou no cinema. Aliás, essa técnica não é nova: ela começou no cinema e sempre reinou absoluta por lá. Basta comparar filmes de 15 anos atrás com nossos jogos atuais. Mesmo depois de tanto tempo, eles continuam incomparáveis a nível de efeitos e complexidade – e, convenhamos, 15 anos em tecnologia, é uma eternidade (saiba que, 15 anos atrás, eram tempos de Pentium 4 e Athlon 64, tudo monocore, com 1Gb de memória ram).

No ray tracing, em vez de “simplesmente” projetar onde os polígonos devem aparecer na tela e então aplicar efeitos para deixá-los mais bonitos; é feita uma simulação fisicamente correta do caminho percorrido por cada fóton desde sua fonte luminosa, rebatendo pelo ambiente virtual até chegar à “câmera”. É como cada “rebote” do raio altera as características da luz que ajudará a determinar a cor final para cada pixel.

Claro, o resultado é incrível, porém demanda um poder de processamento gigantesco. Centenas ou milhares de computadores trabalhando em conjunto podem demorar horas para processar um único frame. Para resolver esse problema, em vez de processar bilhões de raios, as GPUs da série Geforce RTX Série 20 se encarregam de processar um número muito menor, como apenas 1 raio por pixel, e usar inteligência artificial para “adivinhar” como seria a imagem final. 

Abaixo temos um vídeo de divulgação da NVIDIA feito em conjunto com a ILM (Industries Light and Magic, a responsável pelos efeitos especiais dos filmes) e a Epic. Este curta precisou de quatro Teslas V100 interligadas por NVLINK para gerar seus “cinemáticos” 24fps.

Não é filme: imagem mostra resultado de protótipo usando DirectX, tecnologia da Nvidia e Unreal Engine 4 — Foto: Divulgação/Nvidia

Jogabilidade

A razão pela chegada tardia na informática de games é o alto processamento exigido para renderizar imagens com essa técnica. Nos filmes, as cenas que se valem da método precisam ser sintetizadas apenas uma vez por computadores especializados. Já nos jogos, os cenários e objetos requerem renderização de 30 vezes por segundo — no mínimo. 

Por exemplo, em uma tela de 1920 x 1080 pixels, mais de 2 milhões de pixels precisam ser atualizados 30 vezes por segundo (maioria dos games exigem o dobro), enquanto o jogo está em execução. No caso de uma cena renderizada via ray tracing, são mais de dois milhões de raios de luz que precisam ser calculados e representados dezenas de vezes por segundo para gerar uma imagem de boa qualidade. O processamento gráfico pode ser ainda mais dispendioso em telas 4K.

A equipe do Adrenaline fez um excelente teste comparativo da série RTX com o ray tracing ligado e desligado, além de uma interessante análise de quadros por segundo no Battlefield V.

Em que o ray tracing impacta nossas vidas?

Em tudo! Afinal, as placas RTX já estão aí. Mas você pode perguntar: “Oh estagiário, qual delas é a melhor para os meus jogos e para o meu bolso?” A resposta é: depende.

A real é que a tecnologia RTX está cada vez mais acessível e temos cada vez mais jogos habilitados na tecnologia. Tudo leva à crer que, ao longo do próximo ano, os lançamentos já chegam com o ray tracing embarcado. Com preços menores, drivers já maturados e placas high-end com a tecnologia obrigatoriamente disponível, a dúvida é sobre as placas mais baratas da linha.

A RTX 2060 já pode ser encontrada com preços começando ao redor de R$ 1.800 reais em várias lojas online, o que faz àqueles que querem uma placa para durar, que tenham nas RTX uma ótima opção. Mesmo nos games sem ray tracing, as novas RTX entregam desempenho mais do que convincente e sobras de FPS.

Jogos como o Quake II RTX (que nada mais é do que um patch habilitando o ray tracing nesse clássico de 1997, com resultados impressionantes) e títulos como Cyberpunk 2077, Wolfenstein Youngblood e Watch Dogs Legion estão com o ray tracing confirmadíssimo. A NVIDIA anunciou também que Unity, Vulkan, Unreal Enine, Microsoft DirectX e Frostbite já estão trabalhando na tecnologia.

Quais desses jogos eu encontro na Nuuvem?

Ao invés de preparar a pipoquinha e assistir de camarote, que tal sujar as mãos e participar dessa revolução com imersão total?! 

Selecionamos os principais jogos com ray tracing disponíveis na Nuuvem para você aproveitar o ray tracing diretamente no seu PC. Lembre-se apenas que somente as placas GeForce RTX são compatíveis com a tecnologia (em outubro de 2019). 

QUAKE II RTX

Quake II é um dos mais populares jogos do mundo e foi lançado originalmente em 1997. Nessa nova versão desenvolvida pelo time da NVIDIA, Quake II RTX se torna o primeiro game do mundo a usar totalmente “path tracing”, que é uma técnica que unifica todos os efeitos de iluminação como sombras, reflexos, refrações de luz e mais alguns efeitos imersivos em um único algoritmo de traçado de raios. 

O resultado é impressionante e dá uma nova vida para esse clássico do PC. Você precisa da versão completa do jogo (disponívelneste link) e pode baixar o patch RTX gratuitamente no Steam (por aqui).

Wolfenstein: Youngblood

Wolfenstein: Youngblood é o primeiro jogo cooperativo a contar com ray tracing em tempo real, sombreamento programável, DLSS, NVIDIA Ansel e NVIDIA Highlights. 

Youngblood contará com Ray Tracing e, assim como seu antecessor (Wolfenstein 2 The New Colossus), utiliza Adaptive Shading para ganhar desempenho sem comprometer a qualidade da imagem.

Você encontra o jogo aqui na Nuuvem.

DOOM Eternal

Doom Eternal é a sequência direta do reboot lançado em 2016 e que utiliza a mesma fórmula do antecessor para oferecer uma jogabilidade rápida em tiro em primeira pessoa com uma pesada trilha sonora composta por Mick Gordon e gráficos desenvolvidos no motor gráfico idTech 7.

A surpresa veio no finalzinho da E3, quando o produtor Marty Stratton revelou em entrevista que DOOM Eternal terá ray tracing e, segundo ele, a ID fará a melhor implementação de todas, da tecnologia.

Confira mais sobre o jogo aqui.

Vampire: The Masquerade – Bloodlines 2

Vampire: The Masquerade® Bloodlines, o cultuado clássico de 2004, finalmente receberá uma sequência. Esse novo RPG terá suporte a ray tracing em tempo real para deixar os efeitos de iluminação ainda mais realistas e conta também com DLSS, tecnologia da NVIDIA que usa inteligência artificial dos Tensor Cores das GeForce RTX para melhorar o desempenho.

Apesar de não termos muito detalhes até o momento, sabe-se que o game se passará em uma Seattle reimaginada como o mundo das trevas e habitado por vampiros. E, se seguir os passos do antecessor, espere por uma impactante narrativa, uma  mecânica ágil de combates e personagens intrigantes.W

Garanta o seu ainda na pré-venda por aqui.

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