Cos’è il Ray Tracing? Tutto ciò che dovreste sapere su questa tecnologia

Diamo uno sguardo più approfondito alla tecnologia di rendering che sta portando su un livello molto più realistico la luminosità, i riflessi e le ombre di una scena.

La tecnologia di ray tracing si è evoluta e diffusa sempre più nel settore dei videogame a partire dal Gamescom del 2018, dove era stata introdotta per la prima volta. Tuttavia, a causa dello sforzo sempre maggiore che questa gravosa funzione richiede alle prestazioni grafiche del vostro PC, solo oggi sta iniziando ad essere utilizzata con una certa frequenza dagli sviluppatori di videogame.

Nvidia è stata la prima ad annunciare l’arrivo di GPU compatibili con la tecnologia RTX (ray tracing in tempo reale) con la messa in commercio delle sue impressionanti (ma ora completamente irrilevanti) schede grafiche Turing Serie 20.

Con questo, si era dato il via ad una nuova era per le prestazioni grafiche. Le schede grafiche della Serie 20 erano le più potenti presenti in commercio in quel momento dato che consentivano finalmente il rendering in tempo reale dei fotogrammi che utilizza la tecnologia ray tracing. Tuttavia, nonostante questa sia un’ottima notizia per rendere le immagini e le scene molto più realistiche, il fatto che non vi fossero ancora videogame in grado di supportare questa tecnologia implicava il fatto che gli utenti non avrebbero potuto godere di queste funzionalità di illuminazione avanzate ancora per parecchio tempo.

Facendo un rapido salto ai giorni nostri, ora la tecnologia RTX viene decisamente molto più utilizzata soprattutto nei più noti titoli AAA del settore dei videogame. Ad oggi sono disponibili nuove GPU dalle eccellenti prestazioni che non sono solo in grado di eseguire il rendering in tempo reale ray tracing, ma sono in grado di farlo a livelli molto elevati – anche se questo va ad incidere in modo non indifferente sulle prestazioni di gioco. E nonostante, al momento, moltissimi videogame sfruttino le funzionalità RTX, una delle principali domande che ci vengono ancora poste è la seguente: che cos’è il ray tracing?

Per questo motivo, nel seguente articolo, daremo un’occhiata più approfondita a questa funzione di illuminazione che ha rivoluzionato il realismo grafico – fornendovi tutte le informazioni necessarie per capire cos’è effettivamente il ray tracing in tempo reale.

Cos’è il Ray Tracing?

Dunque, cos’è per l’esattezza il ray tracing? Beh, nella computer grafica, il ray tracing è una tecnica di rendering che viene utilizzata per rappresentare in modo più realistico il gioco di luci ed ombre a cui si può assistere nella realtà. Questa tecnica si focalizza più che altro sulle diverse modalità con cui la luce (e le ombre) interagisce con gli oggetti fisici, rendendo in questo modo le scene e le immagini molto più reali a prescindere che si stia giocando ad un videogame o vedendo un film. In sostanza, il ray tracing utilizza un algoritmo che traccia il percorso della luce (come i pixel) e simula gli effetti che quel raggio di luce ha nel momento in cui incontra un oggetto virtuale.

Ora, a differenza dei metodi di rendering scanline, il ray tracing è in grado di offrire un realismo visivo a livelli molto più elevati. Consente alla luce di interagire con gli oggetti e di venire rifratta e riflessa in un modo che sia il più naturale e realistico possibile. Il ray tracing è in grado di produrre tutta una serie di altri effetti ottici, come la riflessione, la diffusione, la dispersione e la rifrazione. Inoltre, può essere utilizzato anche per tracciare le onde sonore in modo simile a come vengono tracciati e rilevati i raggi luminosi, consentendo a chi sviluppa videogame di offrire ai giocatori un’esperienza di gioco immersiva e coinvolgente dal punto di vista dei suoni, grazie all’utilizzo di echi e del riverbero dei suoni.

Tutto ciò può sembrare veramente fantastico visto dal punto di vista di un giocatore, ma è importante sempre ricordare che il ray tracing in tempo reale ha un costo veramente esorbitante – parlando di costi in termini di prestazioni. Nonostante il ray tracing sia stato utilizzato nelle produzioni cinematografiche per un certo lasso di tempo, solo oggi viene effettivamente utilizzato anche nei moderni videogame tra i più recenti e noti, questo è dovuto più che altro al fatto che si tratta di una tecnologia che incide in modo non indifferente sulle prestazioni e pertanto sulla potenza dell’elaborazione grafica del vostro PC. Se visitate spesso il nostro canale YouTube di benchmarking, sarete di certo consapevoli del marcato effetto a catena che il ray tracing ha sull’output del frame rate. Abbiamo testato tutta una serie di diversi videogame per poter osservare e capire come il ray tracing potesse influire sulle prestazioni ed i risultati che abbiamo ottenuto sono stati decisamente illuminanti. In media, i gamer potrebbero assistere ad un calo dell’output del frame rate di circa il 30% quando utilizzano una delle più recenti GPU della Serie 30 o della Serie 6000. Si tratta di un calo considerevole in termini di FPS per ottenere quella che è essenzialmente una migliore luminosità delle immagini.

Detto questo, L’applicazione del ray tracing nel campo dei videogame è ancora agli inizi. La tecnologia alla base del ray tracing (e dell’hardware che lo guida) si evolverà di certo sempre più con il passare del tempo.

AMD supporta il Ray Tracing?

Quando il RTX ha fatto per la prima volta la sua apparizione nel settore dei videogame, Nvidia ha sollevato un gran polverone sostenendo come le sue schede grafiche proprietarie fossero l’unica opzione disponibile per chi volesse godere a pieno dei vantaggi offerti da questa nuova tecnologia, il ray tracing appunto. Tuttavia, da allora, AMD ha presentato e messo in commercio le GPU della serie 6000, delle GPU veramente impressionanti – che offrono ai consumatori oltre a prestazioni di fascia alta anche un supporto per il ray tracing.

Detto questo, ci sono tutta una serie di fattori che devono essere presi in considerazione quando si deve acquistare una GPU in base alle sue prestazioni in termini di ray tracing. Di seguito abbiamo riportato alcuni tra i fattori principali:

• RT Core di Nvidia – Nvidia era un passo avanti rispetto alla concorrenza quando ha dovuto personalizzare la sua linea di GPU per il RTX – equipaggiando le schede grafiche della Serie 20 (e superiori) con processori RT Core. Questi processori sono progettati su misura per migliorare e rendere più veloce il rendering della grafica di ray tracing. Purtroppo, AMD non dispone di alcuna implementazione hardware alternativa a questa che possa favorire l’elaborazione di contenuti ray tracing – rendendoli effettivamente dei contenuti peggiori nel caso di videogame RTX.
• Riduzione delle prestazioni di AMD – Come abbiamo già accennato poco sopra, in questo articolo, abilitare la funzione RTX quando si gioca ad un videogame può incidere in modo considerevole sulla quantità di FPS fornita dalla GPU. Con le GPU Nvidia, in media si assiste ad un calo di circa il 20% (a seconda delle impostazioni di gioco e delle impostazioni grafiche che si utilizzano). Detto questo, le GPU AMD presentano un calo delle prestazioni del 10-20% in più rispetto a quello che si riscontra con le GPU Nvidia – principalmente per i motivi già accennati poco sopra.
• GPU di vecchia generazione – Il ray tracing è una tecnologia che ha iniziato ad essere supportata solo dal 2018 (e comunque solo da Nvidia), rendendo le schede grafiche di vecchia generazione praticamente inutili nel caso di contenuti basati sul RTX. Nel caso di AMD, il ray tracing può essere utilizzato solo con una GPU appartenente alla Serie 5000/6000 (inclusa VEGA 56/64). Le schede grafiche Nvidia rilasciate dopo le GPU della Serie 20 che presentano la sigla RTX nel nome supportano anche i contenuti in ray tracing. Va comunque fatto presente il fatto che, nonostante tutto, le prestazioni delle diverse schede grafiche variano notevolmente di generazione in generazione.

Il RTX verrà prima o poi utilizzato anche sulle console?

Nonostante il ray tracing in tempo reale sia disponibile solo da pochi anni, sia Sony che Microsoft hanno promesso che le loro console di ultima generazione (PlayStation 5/ XBOX Series X) saranno dotate di un supporto per il ray tracing. Inoltre, in un’intervista a Wired, Cerny ha affermato che, nello specifico, vi sarà “un’accelerazione del ray tracing nell’hardware della GPU” nella loro console di ultima generazione.

AMD, che produrrà tali componenti sia per XBOX Series X che per PS5, probabilmente utilizzerà una qualche forma di core per accelerare il ray tracing, come è stato fatto con gli RT Core e i Tensor Core delle GPU RTX di Nvidia. Ciò dovrebbe offrire, rispettivamente, per entrambe le console, delle eccellenti prestazioni in termini di ray tracing.

Videogame che supportano il Ray Tracing

Storicamente, il ray tracing è stato utilizzato per un certo lasso di tempo nel settore cinematografico, Monsters University (2013) è il primo film d’animazione in cui il ray tracing è stato utilizzato per creare tutti gli effetti luce-ombra presenti nelle diverse scene. Detto questo, abbiamo dovuto aspettare un po’ più di tempo per poter disporre di un supporto per questa tecnologia anche nel settore dei videogame.

Quando è stato introdotto il supporto RTX, in realtà, in commercio, erano disponibili pochissimi videogame in grado di supportare effettivamente la tecnologia ray tracing, e solo pochi di questi erano videogame di classe AAA.

• Battlefield V
• Metro Exodus
• Shadow Of The Tomb Raider
• Stay In The Light
• Quake II RTX

Di certo non un buon affare in cui i gamer avrebbero potuto investire in quel momento. Facendo un salto avanti nel tempo, arriviamo al Gamescom 2019 dove sono stati presentati tantissimi nuovi titoli tutti con supporto per il ray tracing – molti dei quali ad oggi vengono considerati i videogame migliori di quell’anno. Nvidia ha inoltre chiarito durante il suo discorso di apertura dell’evento che, in quanto azienda operante nel settore, non stava cercando in alcun modo di rallentare e/o intralciare il lavoro degli sviluppatori di videogame, consentendo loro pertanto di integrare questa tecnologia nei loro prodotti più recenti.

Di seguito abbiamo riportato un elenco aggiornato di tutti i videogame che attualmente offrono, in un modo o nell’altro, un supporto per il ray tracing. È importante tenere presente il fatto che non tutti i videogame riportati in questo elenco possono essere supportati dalle schede grafiche AMD:

• Amid Evil
• Battlefield V
• Bright Memory: Infinite
• Call Of Duty: Modern Warfare
• Call Of Duty: Black Ops Cold War
• Control
• Cyberpunk 2077
• Deliver Us The Moon
• Dirt 5
• Doom Eternal
• Fortnite
• Ghostrunner
• Godfall
• Justice Online
• JX Online
• MechWarriror 5: Mercenaries
• Metro Exodus
• Minecraft
• Moonlight Blade
• Observer System Redux
• Pumpkin Jack
• Quake II RTX
• The Riffbreaker
• Right of Elysium
• Shadow Of The Tomb Raider
• Stay in the Light
• Vampire: The Masquerade – Bloodlines 2
• Watch Dogs: Legion
• The Witcher 3
• Wolfenstein
• World Of Warcraft
• Xuan-Yuan Sword VII

Schede grafiche che supportano il Ray Tracing

Come affermato poco sopra, non tutte le GPU supportano il ray tracing. La prima GPU di questo genere è stata rilasciata nel 2018 e da allora non ci sono stati sviluppi significativi sotto questo punto di vista.

Detto questo, al momento, in commercio, si possono trovare GPU di AMD e di Nvidia in grado di supportare e gestire in modo dignitoso il ray tracing.

Di seguito sono riportati i principali modelli di cui dispone Nvidia al momento:

• Nvidia GeForce RTX 3090
• Nvidia GeForce RTX 3080
• Nvidia GeForce RTX 3070
• Nvidia GeForce RTX 3060 Ti
• Nvidia GeForce RTX 2060
• Nvidia GeForce RTX 2060 Super
• Nvidia GeForce RTX 2070
• Nvidia GeForce RTX 2070 Super
• Nvidia GeForce RTX 2080
• Nvidia GeForce RTX 2080 Super
• Nvidia GeForce RTX 2080 Ti
• Nvidia Titan RTX

Per molti, l’arrivo della linea di GPU RTX Serie 30 è stata una vera e propria sorpresa. Non solo queste GPU avevano un prezzo più abbordabile rispetto alle corrispettive GPU appartenenti alla Serie 20, ma in alcuni contesti erano in grado di offrire quasi il doppio della potenza. Al giorno d’oggi, acquistare una GPU è, beh, più facile a dirsi che a farsi – tenendo conto che la maggior parte delle GPU della Serie 20 ormai è fuori produzione.

Di seguito sono riportati i principali modelli di cui dispone AMD al momento:

• RX 6900XT
• RX 6800XT
• RX 6800

Nonostante in questo elenco sia presente una GPU AMD di vecchia generazione, in realtà utilizzare il ray tracing con schede grafiche di questo tipo tende ad offrire delle prestazioni grafiche e visive veramente pessime, che non sconsiglieremmo mai, nemmeno al nostro peggior nemico. I videogame sono quasi ingiocabili, anche nel migliore dei casi.

Detto questo, le GPU di ultima generazione sembrano offrire dei buoni frame rate quando si gioca con videogame RTX – tanto di cappello ad AMD per essersi messa in pari con Nvidia.

Considerazioni finali

Pertanto, ecco qui spiegato tutto ciò che dovreste sapere sul ray tracing nel 2021. Al momento chi sviluppa videogame sta realizzando a ritmi vertiginosi prodotti che supportano il ray tracing. La tecnologia RTX è davvero il passo successivo per rendere i videogame ancora più realistici, offrendo al giocatore esperienze di gioco più immersive e coinvolgenti ed un’esperienza visiva eccezionale. E, con la tecnologia che supporta il ray tracing in costante evoluzione, giocare sfruttando questa impressionante funzionalità diventerà sempre più semplice.