DirectX Raytracing z dużą aktualizacją. Microsoft chce odciążyć GPU

Ray tracing, czyli śledzenie promieni światła, poprawia realizm oświetlenia, cieni i odbić w grach, ale zwykle oznacza też spory koszt wydajności. Microsoft zaprezentował teraz dwa nowe elementy DXR: Clustered Geometry oraz Partitioned TLAS. Zmieniają one sposób, w jaki silniki gier przygotowują i aktualizują dane potrzebne do renderowania grafiki 3D z wykorzystaniem ray tracingu.

W przypadku Clustered Geometry chodzi o problem z dynamicznymi, skomplikowanymi obiektami. Do tej pory ich aktualizacja potrafiła wymuszać ponowne przetwarzanie dużych porcji danych, co przy rozbudowanych scenach przekładało się na dodatkowe obciążenie karty graficznej.

Nowe podejście polega na rozcinaniu geometrii modelu na niewielkie fragmenty. Takie klastry mogą zawierać maksymalnie 256 trójkątów, dzięki czemu GPU ma przeliczać i odświeżać tylko te części obiektu, które faktycznie się zmieniły – bez ruszania całej reszty.

Dla twórców gier istotne jest też to, że rozwiązanie ma ułatwić używanie w ray tracingu bardziej szczegółowych modeli zamiast ich uproszczonych wersji. W praktyce może to przełożyć się na dokładniejsze cienie i odbicia, lepiej dopasowane do obiektów widocznych na ekranie.

Druga z nowości, Partitioned TLAS, ma poprawić wydajność w dużych światach gier. W takich środowiskach nawet drobne przesunięcie obiektu potrafi uruchamiać kosztowną aktualizację rozbudowanych struktur danych wykorzystywanych w śledzeniu promieni.

Microsoft proponuje, by świat gry dzielić na mniejsze obszary. Gdy elementy sceny zmienią położenie, karta graficzna mogłaby zaktualizować tylko właściwy fragment tych struktur, zamiast "przeliczać" cały świat.

Mechanizm można porównać do mapy miasta: zmiana organizacji ruchu na jednej ulicy nie wymaga tworzenia od nowa kompletnej mapy. Podobnie w grach – aktualizacja w jednym miejscu nie powinna wymuszać dodatkowej pracy w pozostałych częściach świata.

Oba rozwiązania mają przede wszystkim ograniczać koszty ray tracingu. W materiałach demonstracyjnych Microsoftu zaprezentowano sceny, w których czas aktualizacji danych potrzebnych do DXR skrócił się z setek milisekund do kilku milisekund. Firma wskazuje też, że w niektórych przypadkach zużycie pamięci GPU spadło nawet o około 90 proc.

To jednak wyniki z testowych scen przygotowanych przez producenta. Faktyczny zysk będzie zależał od konkretnej gry, zastosowanych technik oraz tego, jak deweloperzy wdrożą nowe możliwości DXR.

Microsoft podkreśla, że wdrożenie nowych funkcji nie ma oznaczać obowiązkowego zakupu nowej karty. Obsługa ma trafić na obecne układy z ray tracingiem, w tym NVIDIA GeForce RTX, AMD Radeon RX 9000 oraz Intel Arc B, a także na odpowiednie procesory Core Ultra.

Sama kompatybilność podzespołów nie wystarczy, by skorzystać z nowości. Potrzebne będą jeszcze właściwe sterowniki oraz aktualizacje po stronie gier przygotowane przez ich twórców. Jeśli zapowiadane rozwiązania przełożą się na realne wdrożenia, ray tracing może stać się mniej obciążający dla GPU, a jednocześnie pozwolić na bardziej szczegółową oprawę graficzną.