Echtzeit-Raytracing ist die höchste Errungenschaft realistischer Beleuchtung beim Software-Rendering. Beim Raytracing geht es darum, realistische 1:1-Reflexionsergebnisse für gespiegelte Bilder zu erzielen, die von Lichtern, Materialoberflächen und Objekten umgeleitet werden. Für die meisten Software- und Hardware-Ingenieure ist es seit langem ein angestrebtes Ziel, Raytracing irgendwann zu einer Standardbeleuchtungslösung in Echtzeitsoftware zu machen. Nun, mittlerweile wird es zu einer Standardfunktion in Game-Engines und GPU-Lösungen. Cryteks neue Neon Noir-Demo veranschaulicht die Total Illumination-Softwarelösung, die nicht nur mit Nvidia-Karten funktioniert, sondern auch in Echtzeit auf AMD-Hardware laufen kann, ohne dass die proprietäre RTX-Technologie erforderlich ist.
Die Demo wurde über ein Video vorgestellt, das Crytek am 15. März 2019 hochgeladen hat. Das Video enthält einige Schwenksequenzen und Vorbeiflugaufnahmen einer Polizeidrohne, die einen Tatort untersucht. Das Szenario ähnelt auf unheimliche Weise dem Cyberpunk-Setting in der legendären Unreal Engine 3-Demo namens Der Samariter.
Während des Durchflugs sehen wir einige ziemlich coole Darstellungen der Fähigkeit der CryEngine, Raytracing in Echtzeit in einer maßgeschneiderten Version von CryEngine 5.5 zu rendern, die auf einer AMD Vega 56-GPU läuft.
Beim ersten Blick in die Szene sehen wir bestimmte Abschnitte physikalisch basierten Renderings, in denen verschiedene blaue, rote und grüne Lichtquellen von den Oberflächen reflektiert werden. Dies soll zeigen, dass Cryteks Raytracing mit bestehenden PBR-Lösungen zusammenarbeitet.
Wir sehen auch, dass Sie das Raytracing mit unterschiedlichen Lichtdichten sowohl auf statischen als auch auf bewegten Oberflächen verwenden können. Ein gutes Beispiel dafür sind die dunklen Fenster, an deren Scheibe Regentropfen herunterlaufen und in deren Scheibe sich die Stadt verschwommen, aber deutlich spiegelt. Die Reflexionsneigung basiert auf der Undurchsichtigkeit der Oberfläche, wodurch die Reflexion ein unregelmäßigeres Aussehen erhält, als wenn sie auf einer klareren, saubereren und helleren Oberfläche dargestellt wird.
Wir können sehen, dass die Bildreflexionen in vielen Fällen nicht perfekt symmetrisch sind. Die Brechungseigenschaften der Oberflächen werden das Licht nach möglichst realistischen Berechnungen dieser Lichtquellen beugen und verzerren.
Die Lösung funktioniert nicht nur auf Fenstern und glänzenden Oberflächen. Wir können jedoch auch beobachten, wie Pfützen versuchen, lebensechte Reflexionen auf nassen Oberflächen sowie korrekte Verzerrungen durch zerbrochene Objekte wie zerbrochene Spiegel, gesprungenes Glas und sogar Rotation und Bewegung genau zu berechnen Oberflächen.
Was ich interessant fand, ist, dass es ihnen gelungen ist, jegliche Art von Rekursionseffekten auf mehreren Oberflächen mit reflektierenden Eigenschaften zu reduzieren.
Bei der 1:32-Marke sehen wir beispielsweise, dass in einer Wasserpfütze Patronenhülsen auf dem Boden liegen. Das Wasser spiegelt die Hüllen wider, und die Hüllen reflektieren die physikalisch wiedergegebenen Lichtquellen in der Nähe, aber die Hüllen reflektieren nicht die Pfützen auf ihrer Oberfläche, wodurch jegliche Rekursion ausgeschlossen wird. Im Grunde wird also der unendliche Spiegeleffekt vermieden.
Das ist eine beeindruckende Technologie, denn sie ermöglicht es Ihnen, verschiedene Arten von reflektierenden Oberflächen zu kombinieren, ohne dass sie das Eintauchen durch unheimliche Effekte stören.
Noch beeindruckender ist, dass Crytek die nativen Bildschirmraumreflexionen deaktiviert hat, um die volle Bandbreite seiner Raytracing-Fähigkeiten innerhalb der CryEngine zu zeigen.
Laut Crytek wird diese Lösung mit den meisten Mainstream-GPUs der neuen Generation sowohl von AMD als auch Nvidia funktionieren, was in der Pressemitteilung erwähnt wird …
„Neon Noir wurde auf einer maßgeschneiderten Version von CRYENGINE 5.5 entwickelt und die experimentelle Raytracing-Funktion basierend auf CRYENGINEs Total Illumination, die zur Erstellung der Demo verwendet wurde, ist sowohl API- als auch Hardware-unabhängig und ermöglicht die Ausführung von Raytracing auf den meisten Mainstream-, modernen AMD- und NVIDIA-Geräten.“ GPUs. Allerdings wird die zukünftige Integration dieser neuen CRYENGINE-Technologie optimiert, um von den Leistungssteigerungen der neuesten Generation von Grafikkarten und unterstützten APIs wie Vulkan und DX12 zu profitieren.“
Crytek gibt nicht genau an, wann diese neue Technologie allgemein verfügbar sein wird, geht jedoch davon aus, dass auf der diesjährigen Game Developers Conference in San Francisco, Kalifornien, mehr davon demonstriert wird.
Eine solche Lösung reduziert die Notwendigkeit, Reflexionen vorab in bestimmte Oberflächen einzubrennen oder sich auf Würfelkarten oder andere umständliche Problemumgehungen zu verlassen, um realistisch aussehende Weltreflexionen in der Umgebung zu erzeugen. Technisch gesehen könnte dies dazu beitragen, Lichtkünstlern und Ingenieuren viel Entwicklungszeit zu sparen und die Anzahl der Rendering-Objekte zu reduzieren, die erforderlich sind, um eine Szene zum Leben zu erwecken.
CryEngine kann derzeit kostenlos heruntergeladen werden. Die Raytracing-Funktion soll später im Jahr 2019 eingeführt werden. Weitere Informationen zur Total Illumination-Suite von Crytek finden Sie unter offizielle CryEngine-Website.
