Ray Tracingเป็นรูปแบบคอมพิวเตอร์กราฟิกขั้นสูงที่จำลองการทำงานของแสงในชีวิตจริง สามารถสร้างคอมพิวเตอร์กราฟิกที่ดูสมจริง

ในอดีตการติดตามรังสี^{(ray tracing)}จำกัดเฉพาะโปรเจ็กต์คอมพิวเตอร์กราฟิกขนาดใหญ่ เช่นภาพยนตร์ฮอลลีวูด CG ^{(Hollywood CG)}พบได้ในเกม PC^{(PC gaming)}และคอนโซลเกมรุ่นต่อไปในไม่ช้า

เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมสิ่งนี้จึงทำให้ผู้คนจำนวนมากตื่นเต้น เราจำเป็นต้องเปรียบเทียบกราฟิกแบบ ray-traced กับวิธีการเรนเดอร์กราฟิกหลักที่ใช้มาจนถึงปัจจุบัน: rasterization

Rasterization เทียบกับ Ray Tracing^{(Rasterization vs Ray Tracing)}

กราฟิกคอมพิวเตอร์แบบเรียลไทม์ที่ทันสมัยดูน่าทึ่ง! เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่าสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับกราฟิก 3D พื้นฐานเมื่อยี่สิบหรือสามสิบปีที่แล้ว ความจริงก็คือคอนโซลอย่างPlaystation 1และPlaystation 4 ปัจจุบัน ใช้วิธีการพื้นฐานเดียวกันในการเรนเดอร์กราฟิก 3D แล้ววางลงบนหน้าจอ 2D ของคุณ

นี้เรียกว่าrasterization “แรสเตอร์” คือรูปภาพที่แสดงเป็นตารางพิกเซล ซึ่งตรงกับที่หน้าจอของคุณแสดง Rasterizationคือกระบวนการแปลงฉาก 3 มิติเป็นภาพ 2 มิติบนหน้าจอ 

สิ่งนี้จำเป็นต้องทำให้เสร็จ เพราะฉาก 3 มิติก็คือ 3 มิตินั่นเอง มีความลึก ดังนั้นวัตถุเสมือนจริงจึงสามารถเคลื่อนที่ผ่านกันและกันและมองจากมุมใดก็ได้ ในกระบวนการแรสเตอร์ไรซ์ คอมพิวเตอร์ต้องหาว่าฉากนั้นจะออกมาเป็นอย่างไรถ้าหน้าจอของคุณเป็นหน้าต่างสู่โลก 3 มิตินั้นโดยพื้นฐานแล้ว

ในชีวิตจริง ฉากหนึ่งมีพื้นผิวและแสง^{(texture and lighting)}เช่นเดียวกับรูปร่างความลึก และ^{(depth and size)}ขนาด เนื่องจากแสงจำลองแบบดั้งเดิมนั้นใช้พลังงานคอมพิวเตอร์^{(computer power)}มากกว่าคอมพิวเตอร์ที่บ้าน^{(home computer)}ทั่วไป โปรแกรมเมอร์จึงได้สร้างกลเม็ดและทางลัดเพื่อสร้างสิ่งที่ดูใกล้เคียงกับแสงสี และพื้นผิว^{(color and texture)} จริง โดยใช้กระบวนการแรสเตอร์ไลซ์เซชั่นนี้

การติดตามด้วยรังสี^{(Ray tracing)}ทำได้ง่ายกว่ามากในทางหนึ่ง แทนที่จะพยายามใช้กลเม็ดยาวๆ เพื่อสร้างภาพมายาของจริง มันจะจำลองแสงจริงแทน เมื่อคอมพิวเตอร์ต้องค้นหาว่าฉากดังกล่าวจะมีลักษณะอย่างไรเมื่อมองผ่าน "หน้าต่าง" ของหน้าจอ ก็แค่เรียกใช้การจำลอง Ray Tracing และทุกอย่างก็ออกมาดี

ในโลกแห่งความเป็นจริง รังสีของแสงที่ส่องเข้ามาในดวงตาของคุณได้สะท้อนทุกสิ่งที่คุณกำลังมองออกไปก่อนที่จะไปถึงเรตินาของคุณ การติดตามด้วย รังสี^(Ray)ให้ผลลัพธ์เดียวกันด้วยวิธีที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ซึ่งทำได้โดยการถ่ายภาพจำลอง "รังสี" ของแสงจาก "กล้อง" และปล่อยให้สะท้อนไปรอบๆ ฉากเสมือนจริง โดยรับข้อมูลสีและความสว่าง^{(color and brightness information)}ระหว่างทาง หน้าจอของคุณแสดงถึงดวงตาเสมือน คุณจึงเห็นโลกเสมือนจริงอย่างแท้จริง

ด้วยการใช้การติดตามรังสี^{(ray tracing)}เทคนิคเดียวจะสร้างวัตถุ การสะท้อน เงา และองค์ประกอบอื่นๆ ของฉากที่ดูสมจริง ความสมจริงนั้นเกิดขึ้นตามธรรมชาติจากการจำลอง ไม่จำเป็นต้องใช้ลูกเล่นหรือทางลัด!

สถานที่สัมผัสประสบการณ์ Ray Tracing^{(Where To Experience Ray Tracing)}

หากคุณต้องการเห็นการทำงานของ Ray Tracing สิ่งที่คุณต้องทำคือดูภาพยนตร์สมัยใหม่ที่ใช้กราฟิกที่สร้างจากคอมพิวเตอร์ หากคุณดูภาพยนตร์ CG^{(CG film)}เช่นToy Story 4ทุกสิ่งที่คุณเห็นล้วนเป็นผลมาจากการติดตาม^{(ray tracing)}รังสี 

หากคุณต้องการสำรวจโลกที่มีการฉายรังสีแบบโต้ตอบ ขณะนี้มีเกมเดียวในเมือง Nvidia GPUs ซีรีส์ RTX^{(RTX series of Nvidia GPUs)}พร้อมด้วยวิดีโอเกมและแอพที่รองรับเทคโนโลยีนี้ คุณสามารถเรียกใช้แอปพลิเคชัน Ray-tracing กับฮาร์ดแวร์ที่ไม่ใช่ RTX^{(RTX hardware)}ได้ แต่ประสิทธิภาพจะไม่ดี อย่าลืมอ่านบทความของเราเกี่ยวกับเกมที่ดีที่สุด ที่แสดงฮาร์ดแวร์ RTX^{(RTX hardware)}

ปัญหาคือฮาร์ดแวร์ RTX^{(RTX hardware)}ยังมีราคาแพงอยู่ อย่างไรก็ตาม คอนโซลวิดีโอเกมรุ่นต่อไปมีรูปแบบการรองรับ Ray-tracing ซึ่งหมายความว่าโลกของเกมกระแสหลักอาจช่วยเปลี่ยน Ray-tracing ให้กลายเป็นเทคโนโลยีการเล่นเกมหลักต่อไป อย่างไรก็ตาม หาก ray-tracing ทำได้ยากมากในแบบเรียลไทม์GPU ใหม่เหล่านี้จะจัดการ^{(GPUs manage)}มันอย่างไร

Real Time Ray Tracing เกิดขึ้นได้อย่างไร?^{(How Is Real Time Ray Tracing Achieved?)}

คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องสามารถสร้างฉาก 3 มิติได้โดยใช้การติดตามรังสี ผู้ที่ทำงานกับแพ็คเกจการเรนเดอร์ 3 มิติทำมาหลายปีแล้ว CPUสมัยใหม่ทุก เครื่อง สามารถคำนวณตามจริงที่จำเป็นเพื่อติดตามเส้นทางของแสงรอบๆ ฉาก

อย่างไรก็ตามCPU และ GPU^{(CPUs and GPUs)} สมัยใหม่ ไม่สามารถบีบอัดตัวเลขเหล่านี้ได้เร็วพอที่จะสร้างภาพในแบบเรียลไทม์ ตัวอย่างเช่น ฟาร์มคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่ใช้สร้างภาพยนตร์ เช่นMonsters Inc หรือ Toy Story^{(Inc or Toy Story)}ใช้เวลาหลายชั่วโมงในการแสดงเฟรมเดียวของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย 

ในทางตรงกันข้าม วิดีโอเกมสมัยใหม่จำเป็นต้องสร้างภาพอย่างน้อย 30 เฟรมต่อวินาทีจึงจะถือว่าเล่นได้ โดยมาตรฐานทองคำในปัจจุบันตั้งไว้ที่ 60 เฟรมต่อวินาที

แล้ว GPU เช่นNvidia RTX seriesจะใช้วิธี ray-tracing ที่อัตราเฟรมที่เล่นได้ได้อย่างไร? คำตอบคือพวกเขาไม่ได้ใช้ Ray^{(t use ray)} Tracing กับทุกสิ่ง อย่างน้อยก็ไม่ใช่ในชื่อที่ทันสมัย

เคล็ดลับคือการรวมกราฟิกแบบดั้งเดิมเข้ากับการติดตามเรย์แบบเลือก การ์ดRTXมีฮาร์ดแวร์ Ray-tracing เฉพาะที่ทำงานร่วมกับGPU แบบ เดิม ด้วยวิธีนี้ สามารถใช้ Ray Tracing เพื่อชดเชยข้อบกพร่องบางประการของฮาร์ดแวร์กราฟิกแบบดั้งเดิม

มีวิดีโอเกม^{(video game)}ให้^(are) คุณเล่นด้วยการ์ด RTX^{(RTX card)}ที่มี Ray-traced อย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างที่ดีที่สุดคือQuake II RTX ^{(Quake II RTX)}นี่เป็น วิดีโอเกม^{(video game)}อายุหลายสิบปีที่ เล่น ง่ายพอที่จะทำให้การติดตามรังสีแบบเรียลไทม์เต็มรูปแบบเป็นไปได้ เมื่อพูดถึงการใช้ Ray-tracing กับวิดีโอเกม^{(video game)} ปัจจุบัน จะต้องใช้เวลาหลายปีกว่าที่ฮาร์ดแวร์ดังกล่าวจะกลายเป็นกระแสหลัก

Ray Tracing อนาคตหรือไม่?^{(Is Ray Tracing the Future?)}

คำตอบสั้น ๆ คือใช่ray tracingคืออนาคต คำตอบที่ยาวกว่าก็คือ เนื่องจากฮาร์ดแวร์ที่ทำให้การติดตามรังสีตาม^{(ray tracing)} เวลาจริงมี ราคาถูกลง เราอาจเห็นว่าฮาร์ดแวร์นั้นเข้ามาแทนที่การเรนเดอร์แบบเดิมทีละนิด หากกราฟิก Ray-traced กลายเป็นส่วนปกติของคอนโซลรุ่นใหม่ จะไม่มีการย้อนกลับ

นักพัฒนาซอฟต์แวร์สามารถใส่คุณลักษณะการติดตามรังสีในชื่อของตนได้อย่างปลอดภัย เนื่องจากแพลตฟอร์มยอดนิยมทั้งหมดจะสนับสนุนคุณลักษณะนี้ เนื่องจากกราฟิคแบบ ray-traced นั้นเหนือกว่า ดวงดาวต่างๆ จึงพร้อมสำหรับการมาถึงของ ray-tracing บนฮาร์ดแวร์ราคาไม่แพง ซึ่งหมายความว่าความสมจริงของแสงที่แท้จริงอาจอยู่ที่นี่ในที่สุด 

สัญญาณสำคัญอื่น ๆ ที่การติดตามด้วยรังสีจะกลายเป็นวิธีการเรนเด^{(rendering method)} อร์หลัก คือการรวมอยู่ในเครื่องมือทั่วไปที่นักพัฒนาใช้เพื่อสร้างวิดีโอเกมและแอปพลิเคชัน 3 มิติอื่น ๆ กล่าวอีกนัยหนึ่ง นักพัฒนาไม่จำเป็นต้องคิดค้นโซลูชันการติดตามด้วยรังสีของตนเองอีกต่อไป

เอ็นจิ้นกราฟิกยอดนิยม เช่นUnreal Engine 4หรือFrostbiteได้รวมการรองรับRay-tracing ที่เร่งด้วยฮาร์ดแวร์RTX แล้ว ^(RTX)ทำให้มีแนวโน้มมากขึ้นที่นักพัฒนาจะรวมไว้เป็นตัวเลือกสำหรับชื่อของพวกเขา

คุณควรซื้อ Ray Tracing ตอนนี้หรือไม่^{(Should You Buy Into Ray Tracing Now?)}

ในขณะที่เขียน เรายังคงอยู่ที่ฮาร์ดแวร์การติดตามรังสีรุ่นแรก แม้ว่าราคาจะลดลง แต่ประสิทธิภาพก็ยังค่อนข้างปานกลาง หากคุณเป็นคนที่ไม่ยอมใครง่ายๆ ผู้ใช้ตั้งแต่เนิ่นๆ มีสิ่งที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับ Ray-tracing บนพีซี

หากคุณไม่ต้องการใช้เงินหลายแสนหรือหลายพันเหรียญในการเริ่มใช้งานในช่วงต้น จะเป็นการดีกว่าที่จะลงทุนในคอนโซลกระแสหลักเจเนอเรชันถัดไปซึ่งสัญญาว่าจะนำเสนอเทคโนโลยีนี้ หรือรอผู้สืบทอดของ การ์ด RTX 20-series

OTT Explains: What Is Ray Tracing?

Ray tracing is an advanced form of computer graphics that simulates the way light wоrks in real life. It can create computer graрhics that look trυly photorealistic.

In the past, ray tracing was limited to massive computer graphics projects, such as Hollywood CG films. Now it’s found in PC gaming and soon, next generation gaming consoles.

To understand why this has so many people excited, we need to compare ray-traced graphics to the mainstream graphics rendering method that’s been used until now: rasterization.

Rasterization vs Ray Tracing

Modern real-time computer graphics look amazing! It’s hard to imagine that it has anything to do with the basic 3D graphics from twenty or thirty years ago. The truth is that a console like the Playstation 1 and the current Playstation 4 use the same basic method of rendering 3D graphics and then putting it on your 2D screen.

This is known as rasterization. A “raster” is an image shown as a grid of pixels, which is exactly what your screen displays. Rasterization is the process of converting a 3D scene into a 2D image on a screen. 

This needs to be done, because the 3D scene is, well, 3D. It has depth, so the virtual objects can move past each other and be looked at from any point of view. In the process of rasterization, the computer has to figure out what that scene would look like if your screen was basically a window into that 3D world.

In real life, a scene has texture and lighting, as well as shape, depth and size. Since simulating light has traditionally taken more computer power than any home computer is capable of, programmers have created tricks and shortcuts to create something that looks close to real light, color and texture using this process of rasterization.

Ray tracing is, in one way, much simpler. Instead of trying to use a long list of tricks to create the illusion of real ight, it simulates real light instead. Now when the computer has to figure out what the scene would look like seen through the “window” of your screen, it just runs the ray tracing simulation and it all works out.

In the real world, the rays of light entering your eye have bounced off everything else you are looking at before reaching your retinas. Ray tracing achieves the same result in a more efficient way. It does this by shooting simulated “rays” of light from the “camera” and letting it bounce around the virtual scene, picking up color and brightness information on the way. Your screen represents the virtual eye, so you see a truly realistic virtual world.

By using ray tracing, a single technique creates objects, reflections, shadows and other elements of a scene that look real. That realism happens naturally as a result of the simulation, no tricks or shortcuts needed!

Where To Experience Ray Tracing

If you want to see ray tracing in action, all you have to do is watch any modern movie that uses computer-generated graphics. If you watch a CG film such as Toy Story 4, everything you’re seeing is a product of ray tracing. 

If you want to explore an interactive ray-traced world, there’s currently only one game in town. The RTX series of Nvidia GPUs, along with video games and apps that support this technology. You can run some ray-tracing applications with non-RTX hardware, but you won’t get good performance. Be sure to check out our article on the best games that show off RTX hardware.

The problem is that RTX hardware is still quite expensive. However, the upcoming generation of video game consoles have a form of ray-tracing support. Which means that the mainstream gaming world may help turn ray-tracing into the next major gaming technology. Still, if ray-tracing is so difficult to do in real time, how do these new GPUs manage it?

How Is Real Time Ray Tracing Achieved?

Any computer can render a 3D scene using ray tracing. People who work with 3D rendering packages have been doing it for years. Any modern CPU can perform the actual calculations needed to trace the path of light around the scene.

However, modern CPUs and GPUs can’t crunch those numbers quickly enough to generate an image in real time. For example, the massive computer farms used to make films such as Monsters Inc or Toy Story take hours to render a single frame of the final product. 

Modern video games, by contrast, need to generate at least thirty frames of images every second to be considered playable, with the gold standard currently set around the 60 frames per second mark.

So how can GPUs such as the Nvidia RTX series manage to use the ray-tracing method at playable frame rates? The answer is that they don’t use ray tracing for everything. At least not in modern titles.

The trick is to combine traditional graphics with selective ray-tracing. The RTX cards have dedicated ray-tracing hardware that sits along a more traditional GPU. In this way, ray-tracing can be used to compensate for some of the shortcomings of traditional graphics hardware.

There are video games you can play with an RTX card that are fully ray-traced. The best example is Quake II RTX. This is a decades-old video game that is simple enough that full real-time ray-tracing is possible. When it comes to applying pure ray-tracing to current video games however, it will still be years before such hardware becomes mainstream.

Is Ray Tracing the Future?

The short answer is yes, ray tracing is the future. The longer answer is that as hardware that makes real-time ray tracing possible becomes cheaper, we’ll probably see it replace traditional rendering bit by bit. If ray-traced graphics become a normal part of the new console generation, there will be no going back.

Developers can safely include ray-tracing features in their titles, because all popular platforms will support it. Since ray-traced graphics are superior, the stars really are aligning for the arrival of ray-tracing on affordable hardware. Which means that true photorealism may finally be here. 

The other major sign that ray-tracing will become a mainstream rendering method is how it’s now being included in the common tools that developers use to make video games and other 3D applications. In other words, it’s no longer necessary for developers to invent their own ray-tracing solutions.

Popular graphics engines such as Unreal Engine 4 or Frostbite now include support for RTX hardware-accelerated ray-tracing. Making it much more likely that developers will include it as an option for their titles.

Should You Buy Into Ray Tracing Now?

At the time of writing, we are still at the first-generation of ray-tracing hardware. While prices have come down, performance is still pretty mediocre. If you’re a hardcore, early adopter then there’s plenty to like about ray-tracing on PC.

If you aren’t willing to spend hundreds or thousands of dollars as an early adopter, it’s better to invest in the next generation of mainstream consoles which promise to feature the technology, or wait for the successor to the RTX 20-series cards.

Related posts

• วิธีเปิด Ray Tracing ใน Minecraft

• 3 เกมที่ดีที่สุดสำหรับ GPU RTX Ray Tracing ของคุณ

• Path Tracing และ Ray Tracing คืออะไร? และทำไมพวกเขาถึงปรับปรุงกราฟิก?

• ดีที่สุด Wired and Wireless Gaming Headsets

• Best Mechanical Keyboards สำหรับ Gaming and Work สำหรับ Windows 10 PC

• 6 Best Public Domain Video Games เล่น Free ตอนนี้

• มือเดียว Gaming Keyboards คุ้มค่าหรือไม่

• วิธีกระซิบบน twitch

• Konami Code and How Do ที่คุณใช้คืออะไร?

• อะไรคือ Steam Friend Codes and How ที่จะใช้พวกเขา

• รีวิว Ballistix Gaming Memory DDR4-3600 32GB สำคัญ

• คืออะไร Roll20 Dynamic Lighting and How ใช้หรือไม่

• วิธีการเริ่มต้นใน Animal Crossing: New Horizons

• 7 SSD ที่ดีที่สุดสำหรับการเล่นเกม

• GG Mean ใน Gaming, Chat, Chat และอื่น ๆ

• วิธีการเล่น Wireless PC VR Games บน Oculus Quest กับ Virtual Desktop

• 8 เล่นฟรี MMORPGs ใน 2021

• วิธีเพิ่มไอน้ำ Games ถึง Steam Library ของคุณ

• 5 โทรศัพท์ Best Android Gaming ที่คุ้มค่า Buying ในปี 2021

• วิธีการรับชมข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระตุก