Il ray tracing è davvero una novità? - articolo

Scopriamo la storia della tecnologia che ci condurrà a un futuro... più luminoso.

Dopo anni di onorato servizio, il sipario sta per calare sulle console current-gen, che lasceranno il passo alle nuove ammiraglie di casa Microsoft e Sony. Con lo showcase Playstation del 16 settembre abbiamo finalmente una panoramica completa su date di uscita e prezzo: Xbox Series X e Series S saranno disponibili a partire dal 10 novembre al prezzo di 499€ e 299€, mentre le due versioni di Playstation 5 arriveranno in Italia il 19 novembre con un costo di 499€ e 399€ per la versione only digital.

Tutte le carte sono state dunque svelate e non resta che chiedersi cosa davvero si possa considerare di prossima generazione all'interno di questi nuovi hardware. La più evidente ed effettiva novità di PS5 e Series X e S, è il fisiologico passaggio dall'HDD a SSD, ormai uno standard anche su PC. Era più che prevedibile che anche Sony e Microsoft avrebbero montato memorie interne più performanti per garantire prestazioni migliori.

Ma un'altra caratteristica rimbalza tra le varie specifiche tecniche e viene costantemente messa in risalto come cavallo di battaglia di questa nuova generazione di console. Stiamo parlando del ray tracing, la tecnica di rendering della luce all'interno di uno scenario, che ad oggi pare rivoluzionare la grafica di interi giochi. Ma è davvero un'innovazione?

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Nvidia ha potuto mostrare al pubblico i tanti giochi che beneficeranno di tale tecnologia, come ad esempio Control.

Innanzitutto è bene chiarire le funzionalità e l'utilizzo di questa tecnologia. Possiamo sommariamente dire che l'illuminazione all'interno della scena di un videogame si è basata finora sulla presenza fisica di una fonte di luce e quanto forte essa sia. Ad esempio, se in un ambiente quale una stanza vi è una lampada a soffitto, il grado di luminosità è circoscritto all'area in cui è posizionata la lampada. Se nella stessa stanza vi è anche uno specchio, le attuali tecniche di renderizzazione della luce non riflettono la fonte, rendendo anche meno realistico l'effetto dell'ombra.

Il ray tracing va a colmare questa mancanza, identificando la fonte di luce e seguendone i raggi che si riflettono sulle superfici circostanti, andando a creare un'illuminazione globale conforme. Riprendendo dunque l'esempio della stanza, inquadrando con la telecamera lo specchio si avrà l'impatto della fonte che si riflette sulla superficie, rendendo più luminosa la scena e coerenti le zone d'ombra.

La dimostrazione ad opera di Nvidia in uno show dedicato tenutosi nel 2018 ha fatto accrescere l'uso e la conoscenza di tale tecnologia. L'azienda californiana mostrò al grande pubblico l'utilizzo delle DirectX Raytracing applicate su Battlefield V. Con il supporto dell'ottimo motore grafico Frostbite, Nvidia rilanciò il concetto di come sia possibile rendere più realistica l'immagine applicando il ray tracing.

Il Digital Foundry analizza il ray tracing su PC.

Paragonando i video con RTX e quelli senza, è stato fin da subito chiaro l'enorme miglioramento a cui il titolo di Electronic Arts veniva sottoposto. Le carrozzerie delle auto lucide che rispecchiavano l'immagine del personaggio, i riflessi sulle pozzanghere e la luminosità delle esplosioni, anch'esse visibili sulle superfici circostanti, sono solo le più evidenti e concrete realizzazioni che vanno a creare un'ambientazione più realistica e verosimile.

Ma è bene precisare che lo sviluppo e l'implementazione del ray tracing risale a molto tempo fa, addirittura a circa 45 anni fa. Il MAGI, Mathematical Applications Group Inc, fu creato nel 1966 con lo scopo di valutare l'esposizione alle radiazioni nucleari e per fare ciò sviluppò SynthaVision. Partendo da una sorgente di radiazioni si è potuta così studiare la loro propagazione seguendone il tracciamento nell'ambiente circostante. Sostituendo le sostanze nucleari con fonti di luce si ha quindi il primo abbozzo di ray tracing nella storia. Tale tecnologia, risultata soddisfacente, è stata poi applicata anche alla computer grafica negli spot televisivi, fino ad arrivare al cinema.

Perché non è stata implementata prima, vi chiederete? Quella proposta da Nvidia, e ora promessa da Xbox e Playstation, è un'evoluzione che parte da quella base. Il calcolo e la tecnica rimangono fondamentalmente le stesse solo che adesso, grazie alle potenze di calcolo delle schede grafiche, è possibile eseguirle in tempo reale.

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Grazie a DirectX Raytracing ogni gioco, anche dell'attuale generazione, viene reso più realisitico. Ecco Call of Duty Modern Warfare con DXR attivo.

Nei primi tempi infatti, il calcolo di tale tecnologia era insostenibile per i sistemi di processazione dell'epoca, richiedendo enormi tempi di renderizzazione. Ciò che può fare la next-gen è avvalersi di schede grafiche come le RTX 20xx e le nuove RTX 30xx, che processano le informazioni e le stringhe di codice con core dedicati unicamente a questa funzione, portando su schermo in tempo reale l'illuminazione derivante dalle varie fonti di luce e i rispettivi riflessi sulle superfici.

In conclusione il ray tracing è davvero una novità? La tecnica di calcolo su cui si basa è un processo conosciuto da molti anni ed impiegato in svariati software con risultati diversi dovuti alla risorsa impiegata.

Per quanto riguarda il settore videoludico, la grande rivoluzione risiede nell'aver creato schede grafiche e processori con una potenza di calcolo tale da portare al ray tracing in tempo reale, il tutto ovviamente supportato da DirectX Raytracing per quanto riguarda Nvdia, e Directx 12 per la controparte AMD che sarà integrata anche su Series X.

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Virginia Paravani

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