Hoe staat het met realtime raytracing?

Een rendertechniek in de spotlight

Inleiding

Herinner je je nog hoe Lightning McQueen door het stadion racete in de film Cars? Raytracing klinkt als een techniek van de toekomst, maar de kans is groot dat je al eens beelden hebt gezien die met raytracing zijn gemaakt. Zo zat het al gedeeltelijk in Cars en de Pixar-film Monsters University uit 2013 is zelfs volledig met raytracing gemaakt. Ook in de game Killzone: Shadow Fall uit datzelfde jaar werd er al een beetje gebruik van gemaakt.

Raytracing is een verzamelnaam voor verschillende rendertechnieken waarmee verlichting in 3d-omgevingen fotorealistisch kan worden gesimuleerd. Zo kan de techniek realistische reflecties en schaduwen opleveren. Raytracing stamt uit de jaren zestig en is door de jaren heen steeds vaker ingezet. Zo levert het dus al decennialang prachtige beelden op bij het maken van animatiefilms. Raytracing werd tot voor kort echter weinig toegepast in games.

Raytracing in Cars (rechts): let op de motorkap

In 2018 kwam Nvidia met videokaarten met aparte hardware voor raytracingberekeningen. Dit moest het gebruik van raytracing in real time mogelijk maken, al dan niet in combinatie met het traditionelere rasterization. De toepassing van raytracing in real time is een flinke doorbraak, want het vergt enorm veel rekenkracht. Soms duurt het renderen van een enkele frame voor een animatiefilm meer dan een dag. In games moet dit bij voorkeur meer dan zestig keer per seconde.

Nvidia’s oplossing was het introduceren van videokaarten met aparte cores voor raytracing, wat de werklast voor de ‘gewone’ gpu doet afnemen. Zelfs dan wordt het gebruik van raytracing in veel games beperkt tot slechts enkele aspecten van verlichting, zoals reflecties in schaduwen, waarbij de rest met rasterization wordt gerenderd.

Inmiddels zijn er een stuk of twaalf games die de techniek ondersteunen, waaronder Metro Exodus en Call of Duty: Modern Warfare. Dit aantal zal dit jaar oplopen naar ruim twintig, met titels als Doom Eternal en Cyberpunk 2077 in het verschiet. Bovendien krijgen de PlayStation 5 en Xbox Series X, die beide eind dit jaar uitkomen, ondersteuning voor raytracing. Daarmee zal de installed base van apparaten die raytracing ondersteunen, aanzienlijk groeien.

In 2020 belooft raytracing dus verder te groeien en daarmee is dit een goed moment om terug en vooruit te blikken op deze rendertechniek. Wat kunnen we bijvoorbeeld voor de komende jaren verwachten van de technologie? Hoe is het momenteel gesteld met realtime raytracing? Hoe zit het nou precies met dat RTX? Maar eerst: wat is raytracing eigenlijk?

• Volgende pagina 2. Rasterization en raytracing