1. Ray Tracing
Secondo NVIDIA, dunque, Ray Tracing potrebbe diventare uno dei capisaldi per le prossime generazioni videoludiche ma vediamo di cosa si tratta, cercando di semplificarne, per quanto possibile, il funzionamento di base.
Il costo estremamente elevato, sia in termini economici che computazionali, ha fatto sì che Ray Tracing rimanesse una peculiarità di rendering che non necessitano di un'elaborazione in tempo reale, trovando così largo impiego in diverse branche della CGI come l'animazione 3D.
Pertanto, fino ad oggi, il mondo videoludico ha utilizzato una metodologia per l'elaborazione di luci e ombre all'interno di una scena che prende il nome di rasterizzazione.
Nella pratica, i vari effetti luminosi vengono applicati agli oggetti della scena suddividendo questi ultimi in modelli poligonali 2D e ponendoli all'interno di una matrice di pixel.
Di seguito, ad ogni pixel viene assegnato un colore calcolando le interazioni fra luci e oggetti della scena, ottenendo come risultato finale la colorazione dei poligoni.
A differenza della rasterizzazione, Ray Tracing è un processo di rendering che simula il comportamento della luce a livello fisico all'interno di una scena.
La luce può essere identificata come un raggio luminoso, in quanto i fotoni al suo interno non cambiano mai direzione salvo contatti con oggetti estranei: Ray Tracing calcola la modalità in cui questi fasci di luce vengono riflessi o rifratti contro un oggetto.
Innumerevoli anni di ricerche hanno reso possibile l'applicazione di tale tecnologia al mondo videoludico ed una delle ottimizzazioni fondamentali che lo hanno permesso è stata la modalità di calcolo "inversa" del comportamento dei fasci di luce.
Sostanzialmente, per ridurre in modo drastico la quantità di calcoli volti a ricreare una scena quanto più fotorealistica possibile, la traiettoria della luce viene calcolata partendo dal punto di vista del soggetto spettatore e non della sorgente luminosa.
In questo modo la computazione viene svolta unicamente per i raggi visibili all'interno della scena.
Nonostante ciò, come vedremo nelle prossime pagine, il Ray Tracing in tempo reale richiede una quantità di potenza molto elevata, a tal punto da dimezzare le performance di gioco in termini di FPS.
Per rendere possibile l'elaborazione di immagini estremamente vicine al fotorealismo, senza rinunciare al grande vantaggio della rasterizzazione a livello computazionale, NVIDIA ha trovato una base solida a metà strada fra le due tecnologie.
La nuova architettura Turing, infatti, ha dato vita ad un rendering ibrido utilizzando la tecnica di Ray Tracing solo nell'elaborazione delle scene con maggiore impatto visivo come la trasparenza degli oggetti, i riflessi e le ombre; in altri casi, invece, con un rendering più veloce e meno accurato, fa affidamento alla rasterizzazione.
