Geleceğin Oyun Grafiklerinin Arkasındaki Teknoloji: Ray Tracing

Film tadında oyun keyfi yapmaya az kaldı sanki?

Özellikle NVIDIA'nın Turing mimarisiyle beraber gelen yeni dönem 2xxx ekran kartlarının tanıtılmasından sonra popülaritesi aldı başını gitti Ray Tracing teknolojisinin. Metro Exodus'tan Battlefield V'e kadar türlü türlü videolar gösterildi, "Tüm ahali duysun, devrim yapacak görseller geliyor!" denildi. "Neyi varmış da devrim yapıyormuş ya bu?" diyenlerin sayısının da az olmadığını düşündüğümüzden Ray Tracing’le ilgili birçok muhabbeti tek çatı altında topladık ki gerçek yorumu siz yapın.

Tam Olarak Nedir Bu Teknoloji?

Türkçe ‘Işın İzleme’ olarak adlandırabileceğimiz Ray Tracing, grafik terminolojisinde sahne olarak isimlendirilen ekrandaki görüntüyü, gerçek hayatta bulunan ışıkların davranışı taklit edilerek oluşturan bir grafik tekniği olarak bilinir. Özellikle yansımalarda, gölgelerde ve ışığın kırılmasında önemli ölçüde görsel iyileştirilmeler yapan bu teknik, ışınların tamamen doğal bir şekilde hareket etmesinden ötürü sahnedeki ışıklandırmanın yapay gözükmesini ciddi ölçüde engelliyor.

Ayrıca grafik programcılarının sahneyi doğal gözükmesi için kullandıkları ambient occlusion (ortam gölgelemesi), screen space reflections (ekran alanı yansımaları), shadow mapping (gölgelendirme) gibi hilelere de başvurmasına gerek kalmıyor. Bu hilelerden screen space reflections’ı genel yapıyı daha iyi anlamak için detaylandırmak gerekirse, sahnede bulunan ve “ışık kaynağı” olarak etiketlenen nesneler sadece ekranda gözüken nesnelere sahte ışık saçıyormuş gibi davranıyor. Eğer o an ekranda olmayan bir nesne varsa bu nesne ışıktan nasibini alamıyor ve o an ekranda olan diğer nesnelere de herhangi bir yansıma yapamıyor. İşte Ray Tracing tam da bu zaafı yok edebilecek çevresel aydınlatma (global illumination) adında bir yönteme sahip. Bunun gibi örnekleri çoğaltmak mümkün.

ray-tracing-1

Nasıl İşliyor Süreç?

Bildiğimiz gibi nesneleri ışıklar sayesinde görürüz. Eğer görüş alanımızda ve çevremizde hiç ışık kaynağı yoksa gözümüz nesneleri ayırt edemez. Günümüzde kullanılan Rastering adındaki yöntemde sahne matriks veri yapısından oluşur ve piksel bazlı bir görüntü sunar. Yani her pikselin bir renk kodu vardır ve yukarıda bahsettiğim tekniklerin kullanımı sonucu bu renk kodu statik şekilde belirlenir. Ray Tracing ise sahneyi ışınlarla çizer. Işınlar bir oraya bir buraya çarpıp tamamen yok olana kadar dolaşır. Işın hangi nesneye çarptıysa nesnenin rengi, opaklığı, ışığın şiddeti gibi durumlar gerçek zamanlı olarak hesaplanarak sahneye aktarılır.

ray-tracing-2

Daha iyi görüntü alabilmek için haliyle sahneye daha fazla ışın atmak gerekir. Ancak ne kadar fazla ışın atarsak, görüntünün tamamlanıp bize gösterilme süresi de o kadar uzar.  Bu sebeple özellikle video oyunlarındaki gibi görüntü gerçek zamanlı olarak işleniyorsa ve stabil bir FPS oranı yakalanması hedefleniyorsa en optimum ışın sayısını belirlemek gerekiyor. Ve evet, piyasadaki en güçlü ekran kartlarında bile bu kısıtlamayı yapmak zorundayız, çünkü onların bile şu anda tam olarak güçleri yetmiyor.

ray-tracing-3

Aslında Ray Tracing algoritması yaklaşık 50 senedir var. Günümüzde özellikle animasyonlarda gerçek zamanda görüntü işleme sıkıntısı olmadığı için Ray Tracing teknolojisinin her türlü nimetinden hali hazırda faydalanılıyor. Video oyunları tarafına ise tam olarak yeni yeni geçiliyor. Ancak az önce de dediğim gibi bu teknolojinin bütün nimetlerinden henüz yararlanamıyoruz. Şimdilik Ray Tracing, Rastering ile birlikte hibrit bir şekilde çalışıyor.

NVIDIA ise bu teknolojiyi o kadar önemsiyor ki GTX serisini sonlandırarak Ray Tracing’in adını taşıyan RTX serisine geçti. Bu onlar için yeni bir devrin başladığı anlamına geliyor. Microsoft da Ray Tracing için yeni bir kütüphane yayımladı. Ancak maalesef Ray Tracing destekli oyunlarda bu teknolojiyi açayım diyorsanız 2xxx serisi ekran kartlarından birine sahip olmanız gerekiyor.

Ray Tracing şimdilik oyunlar tarafında yeni yeni yeşerse de görsel açıdan Star Wars demo videosu gibi oyunlar ufukta gözükmeye başladı. Ufukta gözükmeye başladı da o fiyatlar ne öyle…

Başa dön
YORUMLAR
Parolamı Unuttum