Ray tracing – technologie, která simuluje světlo způsobem věrnějším fyzice než kdykoli předtím – urazila za posledních 45 let obrovskou cestu. Od akademického experimentu až po základní kámen moderních her a filmů dnes formuje vizuální zážitky s dosud nevídanou hloubkou a realističností.
V devadesátých letech jsme si zvykli hrát si s malovanými stíny, protože rychlou metodou bylo rastrování, přeměna trojúhelníků na pixely a klamání oka pomocí světelných triků. Turner Whitted však chtěl změnit historii mnohem dříve, protože v roce 1979 popsal model, který vrhal paprsky kamery na scénu a odrážel je zpět, aby vypočítal odrazy, lomy a stíny s věrohodnější fyzikou.
Problémem byla jako obvykle cena: vytváření milionů paprsků za snímek bylo příliš pomalé, a tak ray tracing zůstal dlouhá léta v demech, renderech a kinech. To vše se však změnilo v roce 2018, kdy byl představen DirectX Raytracing jako doplněk DirectX 12, přístup, který se snažil vyplnit to, co rasterizace nevidí.
Is Ray Tracing that demanding on other components apart from the GPU?
byu/pokerapar99 innvidia
V témže roce společnost Nvidia překvapila svět debutem GeForce RTX a jejích jader RT, hardwaru určeného k akceleraci ray intersection a přiblížení této techniky reálnému času. Přesto většina jejích her používá hybridní přístup: ray tracing pro odrazy, stíny nebo bodové osvětlení a zároveň rasterizaci pro zbytek těžké práce.
Zde je nejdůležitějším slovem (nebo spíše termínem) „globální osvětlení“: když se světlo odráží od stěn a zabarvuje je, vytváří efekt, který mění scénu, aniž byste byli schopni vysvětlit, proč to vypadá reálně. Nejdivočejším skokem je tedy path tracing, bestiální verze, která se snaží sledovat spoustu odrazů a vysvětluje například, proč tituly jako Cyberpunk 2077 vyžadují výkonné grafické karty.
Aby se z vašich her nestaly diapozitivy, vstoupila na scénu umělá inteligence se škálováním podobným DLSS, řadou funkcí, které rekonstruují detaily a vyhlazují šum, aby kompenzovaly náklady na ray tracing. V roce 2026, téměř 50 let po práci Turnera Whitteda, už ray tracing není filtrem, ale způsobem, jak posunout většinu současných titulů na vyšší úroveň.
Vliv ray tracingu na filmový průmysl
Ray tracing způsobil revoluci nejen ve videohrách, ale měl také významný dopad na filmový průmysl. Filmy, jako například Příběh hraček od společnosti Pixar, který byl prvním plně počítačově animovaným filmem, využívaly techniky ray tracingu k vytvoření realistických vizuálních efektů. Tento přístup umožnil filmařům vytvořit vizuálně ohromující a detailní světy, kterých dříve nebylo možné dosáhnout tradičními technikami.
Postupem času se ray tracing stal základním nástrojem pro studia animace a vizuálních efektů, který umožňuje vytvářet scény s realistickým osvětlením a stíny, jež umocňují vizuální zážitek diváka. Nedávné filmy, jako například „Avengers: Endgame“, využily tuto technologii k vytvoření ohromujících vizuálních efektů, které zanechaly diváky v úžasu.
Budoucnost ray tracingu
Budoucnost ray tracingu vypadá jasně, protože technologický pokrok stále zlepšuje jeho efektivitu a dostupnost. Moderní grafické karty jsou vybaveny specializovaným hardwarem pro ray tracing, který umožňuje vývojářům her a filmařům vytvářet působivější a realističtější vizuální zážitky.
Integrace umělé inteligence do ray tracingu navíc otevírá nové možnosti. Pokročilé algoritmy mohou optimalizovat proces ray tracingu, zkrátit dobu vykreslování a zlepšit kvalitu obrazu. Postupem času se ray tracing pravděpodobně stane standardem při tvorbě vizuálního obsahu, od videoher přes filmy až po virtuální realitu.
Ray tracing urazil od svého vynálezu v roce 1979 dlouhou cestu. To, co začalo jako revoluční nápad Turnera Whitteda, se stalo základní technologií, která mění způsob, jakým vnímáme vizuální zábavu. S dalším technologickým pokrokem bude ray tracing i nadále hrát klíčovou roli při vytváření stále realističtějších a pohlcujících virtuálních světů.