Column: Wat is ray tracing?

Het houdt hier echter niet op. Behalve licht en schaduw wordt met ray tracing ook reflectie en deflectie uitgerekend. Van ieder object wordt bekeken hoeveel reflectie het heeft. Een plant reflecteert totaal niet. Maar de stalen eetlepel die ernaast ligt wel. Het is geen zuivere spiegel en het spiegelbeeld dat ray tracing zal laten zien is niet messcherp, maar er is een wazige afbeelding te zien die overeenkomt vanuit welke hoek je ernaar kijkt. Deflectie laat licht door, maar verbuigt het, waardoor het licht net anders doorkomt.

De bovenstaande afbeelding laat een prachtig voorbeeld van reflectie en deflectie door elkaar zien. De glazen bal verbuigt niet alleen het licht, maar weerspiegelt het ook. De bol is niet van glas, hij weerspiegelt het oppervlak, maar ook dan wordt het licht afgebogen.

NVIDIA RTX

Ray Tracing is al een oude techniek die vooral werd toegepast bij animatiefilms en 3D-afbeeldingen. Een computer kreeg een een hele hoop lijnen en instructies door. Vervolgens moest hij uren of zelfs dagen doorploeteren en er kwam een plaatje uit waarbij het licht, kleur en weerspiegeling er zo mooi mogelijk uit kwam.

De bekende fabrikant van grafische kaarten NVIDIA was het eerste particuliere bedrijf dat het aandurfde om ray tracing live te laten gebeuren, zodat het gebruikt kan worden tijdens het gamen. Om dit voor elkaar te krijgen maakte zij een grafische kaart die een aparte chip heeft, ook wel de RT core genoemd, die het zware werk die deze technologie vereist op zich neemt. Deze techniek wordt tegenwoordig door PC gamers vaak RTX genoemd, naar de namen die deze grafische kaarten krijgen.

Om te laten zien hoe bijzonder deze techniek is, werd er een video gepubliceerd van Star Wars, waarbij live ray tracing werd toegepast. Het resultaat is verbluffend. Kijk zelf en bedenk je dat de weerspiegeling en belichting tijdens de video niet gegenereerd is, maar door een aparte kaart live in de video is gestopt.

Niet veel later werd aangekondigd dat er een mod uitkwam die een oude game, Quake 2, volledig van path tracing voorzag. Aan de klassieke shooter zelf was niets veranderd, maar hij zag er opeens stukken beter uit. Path tracing is een geavanceerde variant van ray tracing, waarbij de techniek veel meer op zijn rekening neemt. Dit is echter zo intensief voor de hardware, dat het momenteel niet realistisch is dat moderne games deze techniek toepassen, tot voor kort.

Ray tracing als het nieuwe normaal

Hoewel de techniek zeker veelbelovend is, kwamen er diverse geluiden dat het een typische niche was voor PC gamers met te veel geld. Het soort mensen dat duizenden euro’s stopte in een blokje techniek om obscure spellen te spelen met een technologie die niet beschikbaar is voor de gewone consolegamer. Maar het duurde niet al te lang voor Sony en Microsoft aankondigden dat hun volgende generatie consoles sterk genoeg was om ray tracing te ondersteunen. En ze hebben niet gelogen. De PlayStation 5 en Xbox Series X hebben flinke spierballen en kunnen ray tracing aan. Je betaalt er wel een prijs voor. Bij de meeste games kun je kiezen voor een hogere framerate of voor ray tracing.

Toen dit werd aangekondigd stegen de hoeveelheid games die deze technologie gingen gebruiken rap. Inmiddels zijn er meer dan negentig games die gebruikmaken van deze manier hoe licht geïnterpreteerd moet worden en het aantal zal alleen maar sneller stijgen.

Tegenwoordig is het niet meer dan normaal dat een AAA game een vorm van ray tracing ondersteunt. Zeker in combinatie met moderne upscalers als DLSS (NVIDIA) of FSR (AMD) levert de techniek een hoop visueel spektakel op. We kunnen dan ook rustig tot de conclusie komen dat in de nabije toekomst ray tracing het nieuwe normaal zal worden.

Hoe de toekomst eruit komt te zien is altijd lastig te zeggen, maar dat path tracing, de techniek die bij Quake 2 werd toegepast, vaker gebruikt zal worden is een feit. Momenteel is het nog niet realistisch, omdat zelfs met de nieuwste en duurste grafische kaarten deze techniek niet geweldig werkt. In een patch van Cyberpunk 2077 is path tracing toegevoegd en zelfs met de beste hardware levert het een enorme afname in de framerate.