Provato Minecraft in Path Tracing: ecco com'è in video

Author: GAMEmag – Videogames

NVIDIA sta ora utilizzando Minecraft per promuovere la sua tecnologia RTX. Come noto, l’applicazione del Ray Tracing, la tecnica di rendering accelerata in hardware tramite RTX, più esigente in termini di risorse di applicazione, ma conseguentemente più fedele sul piano visivo, è quella conosciuta con il nome di Path Tracing. Quest’ultimo è adesso possibile solo su giochi molto poco densi sul piano poligonale, come Minecraft. Inoltre, il produttore di schede video, che rende Patrh Tracing disponibile anche in Quake II, ha recentemente annunciato che l’integrazione verrà effettuata in molti altri giochi datati, con l’obiettivo di dare loro una nuova vita.

E, ovviamente, con l’obiettivo, non troppo nascosto, di promuovere le schede video GeForce RTX. Rispetto alle normali tecniche di rendering come rasterizzazione, il Ray Tracing garantisce innanzitutto che le riflessioni nella schermata di gioco dipendano dall’effettiva conformazione geometrica dell’ambiente. Mentre nei videogiochi tradizionali siamo abituati a superfici preconfezionate, incapaci di trasmettere i cambiamenti che si stanno verificando nella mappa di gioco, Ray Tracing riproduce l’ambiente in maniera fedele in tutte le sue parti. E’ l’unico modo, dunque, per avere una simulazione grafica perfetta.

NVIDIA ha lavorato con Mojang per realizzare questa versione in Path Tracing di Minecraft. L’intero gioco beneficerà della nuova modalità di rendering e, come vuole la tradizione del franchise, sarà interamente soggetto alle modifiche e alla creatività dei giocatori. Le nuove creazioni dunque saranno più gradevoli e fedeli, con effetti di luce, riflessioni, ombre e altro ancora di qualità molto elevata.

A differenza di Ray Tracing, il Path Tracing riguarda la totalità dei pixel presenti nella scena. Path Tracing si basa sul calcolo del percorso fatto dai raggi di luce e lo fa tracciando, all’inverso, il perocorso della luce a partire da una lente immaginaria fino a un oggetto se in ombra o alla fonte di luce seguendo tutti i rimbalzi e le rifrazioni. In altri termini, per ogni pixel viene calcolato il colore dell’oggetto visibile dal punto di osservazione. Durante il percorso, il raggio interagisce con i vari tipi di superfici presenti, attraversandole o rimbalzando. Il Path Tracing è quindi la forma più pura di Ray Tracing, che non richiede l’intervento di tecniche di rasterizzazione.

È differente rispetto al processo di rasterizzazione, dove il motore grafico chiede alla GPU di elaborare una scena tridimensionale a partire da poligoni. Queste figure bidimensionali si affiancano per comporre delle figure geometriche che vengono proiettate su pixel individuali ai quali viene applicato uno shader che conferisce colori, texture ed effetti di luce per determinare l’immagine a schermo.

NVIDIA riesce a eseguire il Ray Tracing sui core RT che si trovano nelle schede video con architettura Turing. Mentre la scena viene attraversata seguendo il percorso di numerosi raggi, le informazioni sull’aspetto della scena vengono accumulate. L’effetto di luce, che può essere di tipo riflessione, rifrazione o assorbimento, viene calcolato nel momento in cui la luce colpisce un qualsiasi oggetto. Il tutto avviene tramite la “gerarchia dei volumi collegati” (Bounding Volume Hierarchy), una struttura che converte la geometria della scena in un formato efficiente per eseguire i calcoli necessari al Ray Tracing.

Abbiamo avuto modo di provare la demo di Minecraft con Path Tracing che NVIDIA aveva preparato per eventi precedenti. Questa demo consente di passare tra RTX On e RTX Off semplicemente premendo la freccia direzionale destra o sinistra. Permette di navigare un paio di livelli di Minecraft e di volare premendo due volte la barra spaziatrice. Come potete verificare voi stessi guardando i video, quando si abilita Ray Tracing praticamente cambia tutto. Innanzitutto, si abilita l’illuminazione globale in tempo reale, che consente alle fonti di luce di illuminare realisticamente blocchi ed edifici, oltretutto in maniera variabile riflettendo i cambiamenti al mondo di gioco.

Durante il procedimento di Path Tracing si accumulano, inoltre, informazioni sull’illuminazione indiretta, necessarie per calcolare il riflesso indiretto, anch’esso molto importante per visualizzare la scena in maniera realistica. Questo consente alle fonti di luce diverse dal sole di emanare illuminazione propria e determinare il tipo di luce che si trova sugli oggetti adiacenti. Acqua, vetro e altre superfici riflettenti mostrano accurati riflessi in tempo reale, rispecchiando l’ambiente circostante. Ovviamente, nella versione originale di Minecraft non esiste tutto questo, essendo le superfici d’acqua pre-calcolate. In più, con Path Tracing nuvole, nebbia e gli altri effetti atmosferici cambiano in maniera naturale l’aspetto del mondo.

Ombre, illuminazione, riflettività speculare e occlusione ambientale generati dal Path Tracing, poi, conferiscono agli oggetti dei dettagli visivi aggiuntivi, godibili se osservati da vicino. A questo punto la domanda che sorge all’appassionato di grafica è: di quanto si abbassano le prestazioni con Ray Tracing? Questa demo non permetteva di passare al rendering in rasterizzazione, perché allestita a scopo illustrativo del miglioramento grafico possibile con Ray Tracing. Questo vuol dire che passando in modalità RTX off non si guadagnava in termini di frame rate. Il quale si aggirava dai 60 agli 80 frame al secondo circa, a seconda della complessità della scena. Abbiamo provato la demo su un PC dotato di CPU Intel Core i9-9900KF a 3,6 GHz, 16 GB di RAM a 2133 Hz, SSD Corsair Force MP300 PCIE 3.0 M.2 e GeForce RTX 2080 Ti. Insomma, un PC ben accessoriato e un frame rate molto basso per essere Minecraft, il che rende l’idea di quanto complessa sia l’elaborazione del Path Tracing.