Il DLC di Metro Exodus porta il ray tracing ad un livello successivo - analisi tecnica

La tecnologia di The Two Colonels aggiunge ulteriore realismo alla tradizionale estetica di Metro.

Metro Exodus: The Two Colonels è il primo DLC pubblicato da 4A Games e, almeno per quanto riguarda gli utenti PC, si tratta di un'implementazione d'avanguardia che spinge il rendering ad un livello successivo. Parliamo infatti di una delle migliori implementazioni del ray tracing viste finora con una nuova straordinaria caratteristica. L'espansione recentemente pubblicata da 4A scambia gli ampi livelli sandbox della campagna originale con una più tradizionale avventura in stile Metro, piena di corridoi angusti, tese sequenze scriptate e quel tipico tono dolce amaro per cui il gioco è noto. Questo ritorno ad un'esperienza di Metro più familiare fa da sfondo all'ultimo rivoluzionario aggiornamento grafico di 4A: l'aggiunta del ray tracing ad oggetti che emettono luce.

È una cosa emozionante e la gallery di confronto che trovate di seguito dimostra quanto sia più efficace la nuova illuminazione. Prima d'inoltrarci nei dettagli, ricapitoliamo però brevemente come il RT funziona sul gioco base. Metro Exodus implementa il ray tracing attraverso l'illuminazione globale, in cui la luce emanata dal sole e dal cielo, rimbalza per illuminare il mondo di gioco in modo più naturale rispetto alle tradizionali tecniche rasterizzate. Ciò fa un'enorme differenza per le aree esterne, dal momento che la simulazione anziché l'emulazione crea nuove ombre, luci e colori che non compaiono quando il ray tracing è disattivato. Tuttavia, le scene d'interni (in cui l'illuminazione globale del sole e del cielo non sono simulate) vedono solo i benefici dell'occlusione ambientale screen-space (SSAO) sostituita dall'occlusione ambientale con il ray tracing. Una bella modifica, ma sicuramente più leggera, visto che ha effetto sui tunnel già estremamente bui della metro rispetto alla trasformazione radicale che il RT porta altrove.

Ecco una video-analisi più dettagliata sulle nuove funzionalità RT del DLC Two Colonels.

In The Two Colonels invece, le scene negli ambienti interni ottengono un'emissione di luce tramite il ray tracing. In parole povere, le emissioni sono semplicemente delle texture contrassegnate per essere di uno o più sfumature che mantengono quel colore indipendentemente dalle condizioni dell'illuminazione. Ad esempio, si potrebbero vedere nei giochi di fantascienza per oggetti che brillano. Queste texture sono normalmente abbinate a punti luce posizionati all'interno o nelle vicinanze, in modo che la texture emissiva sembri illuminare gli oggetti vicini. Tuttavia, questi due sistemi sono disconnessi nel mondo di gioco, quindi l'illusione può essere spezzata dalla texture emissiva che cambia colore, cresce di dimensioni o scompare del tutto quando non viene riflessa dal punto luce abbinato. Metro Exodus risolve questo problema usando il ray tracing per le sue superfici emissive, in modo che la luce emanata da queste superfici corrisponda sempre alla forma e al colore della superficie: non più un'illusione, ma una simulazione basata sulla fisica.

Le emissioni di luce con il ray tracing scalano anche meglio, consentendo agli oggetti significativamente più luminosi di essere visibili in una scena senza scendere ai soliti e tipici compromessi. I giochi tradizionali devono controllare rigorosamente il numero di punti luce utilizzati per motivi di prestazioni, quindi una stringa da venti luci potrebbe essere approssimata a cinque punti luce, l'illuminazione potrebbe essere preconfezionata nelle texture e l'illuminazione emissiva potrebbe essere simulata da un bloom in post-processing. Tutto questo offre un buon compromesso tra fedeltà e prestazioni, ma guardando più da vicino l'illusione si spezza. In Metro Exodus con il RT abilitato, al contrario, ogni singola lampadina può rappresentare la propria superficie emissiva con forma e colori distinti, che produce un effetto scenografico non visibile nelle stesse scene delle versione senza RT. L'effetto è più evidente quando si usa il lanciafiamme perché la fiammata che produciamo riesce ad illuminare l'intera stanza intorno ad essa, per oscurarsi infine in una brace incandescente.

Illuminazione emissiva con il ray-tracing altaIlluminazione standard
I cambiamenti dell'illuminazione emissiva con il ray-tracing permettono a tutte le superfici di emettere luce.
Illuminazione emissiva con il ray-tracing altaIlluminazione standard
L'illuminazione emissiva con il RT aderisce alla forma della luce, come si può vedere da questo tubo di luce al neon.
Illuminazione emissiva con il ray-tracing altaIlluminazione standard
L'illuminazione emissiva con il RT può essere di qualsiasi forma o colore, come i numeri su questo supporto digitale.
Illuminazione emissiva con il ray-tracing altaIlluminazione standard
Incrediibilmente, l'illuminazione emissiva con il RT si applica anche a texture emissive trasparenti come le fiamme.
Illuminazione emissiva con il ray-tracing ultraIlluminazione emissiva con il ray-tracing altaIlluminazione standard
Il passaggio da 'alto' ad 'ultra' dei preset del ray tracing migliora la stabilità dell'illuminazione, mitigando lo sfarfallio.
PC 4K DLSS a qualità ultra con RT altoXbox One X
Come in Metro Exodus, Xbox One X sembra la più vicina ai preset di alta qualità del PC senza tassellatura, Hairworks o effetti PhysX estesi.

L'uso di emissioni di luce con il ray-tracing ha una serie di vantaggi evidenti e non. Il più grande è che ora qualsiasi superficie emissiva può emettere luce, quindi ci possono essere luci volumetriche di qualsiasi forma in tutto l'ambiente piuttosto che semplici luci puntiformi che spesso non corrispondono alla forma della luce che imitano. Prendiamo ad esempio un tubo fluorescente: la luce dovrebbe provenire dalla lunghezza del tubo, ma nei giochi ci si aspetta di vedere un singolo punto luce che produce un risultato disallineato. Il fuoco funziona allo stesso modo: non importa quanto siano complesse la forma e la superficie in fiamme, il punto luce corrispondente è semplice e statico, e potrebbe non proiettare ombre. Le emissioni con il ray tracing cambiano questa cosa, consentendo un'interazione più naturale tra i diversi elementi d'illuminazione di una scena.

Oltre ad influire sull'illuminazione, l'uso di texture emissive con il ray tracing produce ombre realistiche che si formano ovunque non giunga la luce. Ciò può influire sull'aspetto di persone e oggetti, che si inseriscono nel mondo con le proprie forme e i propri colori, oltre a creare zone di luce ed ombra completamente nuove dal momento che vengono tenute in considerazione texture emissive più piccole o temporanee come fuochi da campo e lanciafiamme.

Naturalmente, tutto questo realismo aggiuntivo ha un costo e, in generale, ci si aspetta una penalità simile dal punto di vista prestazionale con l'abilitazione del RT in tutte le aree interne di The Two Colonels, come si era già visto nelle aree esterne del gioco base. Su una RTX 2080 Ti in 4K e DLSS, il passaggio da disabilitato ad abilitato del ray tracing comporta un calo delle prestazioni pari al 26%. Se invece di passa da ray tracing disabilitato ad "ultra", il frame rate viene ridotto del 36%.

Sicuramente un colpo alle prestazioni minore rispetto a quanto accade con l'abilitazione dell'illuminazione globale nelle aree esterne del gioco, ma comunque abbastanza significativo da essere menzionato. Mentre i preset "alto" e "ultra" del ray tracing nel gioco base hanno comportato soltanto delle piccole differenze visive, scegliere "ultra" rispetto ad "alto" in Two Colonels permette di ottenere risultati più stabili con meno artefatti visivi.

Indipendentemente dalle impostazioni, il ray-tracing in The Two Colonels produce degli effetti trasformativi che vale la pena vedere. E in effetti è emozionante pensare che sulle console future potremo vedere un'illuminazione emissiva con il ray tracing simile a questa. Nel qui ed ora però, è molto difficile prevedere quanta potenza di elaborazione sarà destinata all'RT nell'hardware di PlayStation 5 e Project Scarlett, sarà quindi interessante vedere se i risultati che stiamo vedendo oggi nei titoli PC saranno esplorati nelle console di domani.

Al di là di questo, titoli come Metro Exodus stanno dimostrando come il RT possano essere davvero rivoluzionario e in Two Colonels, uno degli elementi meno elaborati del supporto al ray tracing di 4A è stato radicalmente migliorato: sarà affascinante vedere quale sarà il prossimo passo dello sviluppatore.

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