การพัฒนาอย่างก้าวกระโดดของRayTracingกับกราฟิกเกมยุคใหม่

แม้ว่าเกมแนวสีสันสดใสและจังหวะรวดเร็วอย่างสวีทโบนันซ่าจะดึงดูดผู้เล่นสายชิลได้อย่างอยู่หมัดแต่ในอีกมุมหนึ่งของวงการเกมเทคโนโลยีอย่างRayTracingกำลังเข้ามายกระดับประสบการณ์การเล่นเกมด้วยภาพที่สมจริงในระดับที่ไม่เคยมีมาก่อน

RayTracingเป็นเทคนิคการแสดงผลแสงที่เลียนแบบพฤติกรรมของแสงในโลกจริงได้อย่างแม่นยำโดยเทคโนโลยีนี้เคยถูกใช้เฉพาะในงานสร้างภาพยนตร์หรือแอนิเมชันคุณภาพสูงเท่านั้นแต่ปัจจุบันได้เริ่มถูกนำมาใช้ในเกมที่เล่นแบบเรียลไทม์อย่างแพร่หลายมากขึ้นด้วยการพัฒนาของฮาร์ดแวร์ที่รองรับการประมวลผลขั้นสูงจึงทำให้ผู้เล่นสามารถสัมผัสกับโลก3ในเกมที่มีแสงเงาและภาพสะท้อนที่ดูสมจริงยิ่งขึ้น

RayTracingคืออะไร?

การทำความเข้าใจความสำคัญของRayTracingต้องเริ่มจากการเปรียบเทียบกับเทคนิคเดิมที่ใช้ในเกมส่วนใหญ่นั่นคือRasterizationซึ่งเป็นการเรนเดอร์ภาพ3มิติให้กลายเป็น2มิติโดยประมาณค่าบางอย่างเพื่อลดภาระการประมวลผลวิธีนี้เหมาะกับการแสดงผลแบบเรียลไทม์แต่ขาดความละเอียดของแสงเงา

RayTracingแทนที่ด้วยการจำลองเส้นทางของแสงที่กระทบพื้นผิวในฉากเส้นแสงเหล่านี้สามารถสะท้อนทะลุผ่านวัตถุหรือกระจายแสงตามธรรมชาติผลที่ได้คือภาพที่มีแสงเงาแบบนุ่มนวลการสะท้อนที่เหมือนจริงและบรรยากาศแสงสว่างที่มีความลึก

จุดเด่นของRayTracingคือการที่มันสามารถจำลองการกระทำของแสงจริงในโลกโดยไม่ต้องใช้กลเม็ดหรือแสงปลอมแบบดั้งเดิมทำให้ภาพที่ได้มีคุณภาพและความสมจริงมากยิ่งขึ้น

RayTracingแบบเรียลไทม์การก้าวกระโดดของฮาร์ดแวร์

เดิมทีRayTracingนั้นใช้พลังประมวลผลสูงมากและไม่สามารถทำงานแบบเรียลไทม์ได้จนกระทั่งในปี2018NVIDIAได้เปิดตัวการ์ดจอRTXที่มาพร้อมแกนประมวลผลเฉพาะที่เรียกว่าRTCoresซึ่งออกแบบมาเพื่อเร่งความเร็วในการประมวลผลRayTracingโดยเฉพาะ

ต่อมาทางAMDก็เปิดตัวสถาปัตยกรรมRDNA2ซึ่งสนับสนุนRayTracingทั้งในพีซีและคอนโซลรุ่นใหม่อย่างPlayStation5และXboxSeriesX|Sทำให้เกมที่มีRayTracingกลายเป็นมาตรฐานใหม่ของวงการเกมคอนโซล

ในด้านซอฟต์แวร์เอนจินเกมชั้นนำอย่างUnrealEngineและUnityก็รองรับการทำงานของRayTracingได้อย่างลื่นไหลทำให้ผู้พัฒนาสามารถใส่ระบบแสงที่สมจริงได้โดยไม่ต้องเขียนระบบขึ้นมาใหม่ทั้งหมดตัวอย่างเกมที่ใช้RayTracingได้อย่างน่าทึ่งเช่นCyberpunk2077,ControlและMinecraftRTX

ปรับสมดุลระหว่างคุณภาพและประสิทธิภาพ

แม้ว่าRayTracingจะช่วยยกระดับภาพกราฟิกให้สมจริงแต่ก็ยังมีข้อจำกัดเรื่องประสิทธิภาพเพราะต้องประมวลผลแสงจำนวนมากต่อพิกเซลซึ่งส่งผลต่อเฟรมเรตของเกมด้วยเหตุนี้นักพัฒนาจึงเลือกใช้เทคนิคเสริมเพื่อคงความลื่นไหลของเกมเช่น

• การเรนเดอร์แบบไฮบริด:เกมส่วนใหญ่มักใช้RayTracingเฉพาะในส่วนที่จำเป็นเช่นเงาหรือการสะท้อนและยังคงใช้Rasterizationสำหรับองค์ประกอบอื่นเพื่อประหยัดทรัพยากร
• DLSSและFSR:เทคโนโลยีอัปสเกลภาพของNVIDIA(DLSS)และAMD(FSR)ช่วยให้เกมสามารถเรนเดอร์ที่ความละเอียดต่ำแล้วขยายภาพให้คมชัดได้ด้วยAIหรืออัลกอริทึมซึ่งช่วยเพิ่มเฟรมเรตโดยไม่ลดคุณภาพภาพ

การประยุกต์ใช้เทคนิคเหล่านี้ช่วยให้เกมยังคงมีคุณภาพภาพที่ดีเยี่ยมในขณะที่ยังเล่นได้อย่างลื่นไหล

การเปลี่ยนแปลงในมุมมองของนักพัฒนาเกม

เมื่อแสงสามารถจำลองได้อย่างแม่นยำด้วยRayTracingกระบวนการออกแบบเกมก็เปลี่ยนไปนักพัฒนาสามารถออกแบบฉากที่ใช้แสงจริงในการสร้างบรรยากาศโดยไม่ต้องพึ่งการจัดแสงหลอกๆอีกต่อไป

ในเกมแนวลอบเร้นแสงเงาที่เปลี่ยนแปลงได้ตามสภาพแวดล้อมจะส่งผลต่อการมองเห็นของศัตรูในเกมแนวสยองขวัญแสงที่สมจริงสามารถเพิ่มความเข้มข้นของบรรยากาศและในเกมปริศนานักพัฒนาอาจใช้แสงและการสะท้อนเป็นส่วนหนึ่งของกลไกการเล่น

การที่แสงสามารถเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาวัสดุหรือมุมมองได้ทำให้ภาพในเกมมีความเป็นธรรมชาติและสมจริงมากขึ้นทั้งหมดนี้นำไปสู่ประสบการณ์ที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นสำหรับผู้เล่น

มองไปข้างหน้า

RayTracingยังคงเดินหน้าพัฒนาอย่างต่อเนื่องทั้งในด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์การ์ดจอรุ่นใหม่สามารถรองรับเทคนิคนี้ได้ดีขึ้นเรื่อยๆและในอนาคตเราอาจได้เห็นPathTracingซึ่งเป็นการเรนเดอร์ที่ละเอียดและสมจริงกว่านี้เข้ามาใช้ในเกมแบบเรียลไทม์

เทคโนโลยีใหม่ๆอย่างMeshShaders,AIDenoising,และSamplerFeedbackกำลังเข้ามาเสริมพลังให้RayTracingทำงานได้เร็วขึ้นและให้ผลลัพธ์ที่สมจริงยิ่งกว่าเดิม

แม้กระทั่งแพลตฟอร์มเกมผ่านคลาวด์ก็เริ่มรองรับRayTracingแล้วทำให้ผู้เล่นที่ไม่ได้ใช้เครื่องแรงๆสามารถเล่นเกมคุณภาพสูงผ่านการสตรีมได้หากเทคโนโลยีนี้พัฒนาเต็มที่เกมที่มีกราฟิกระดับสูงก็จะเข้าถึงผู้เล่นได้หลากหลายยิ่งขึ้น

สรุป

RayTracingได้เปลี่ยนจากเทคโนโลยีระดับสูงในงานภาพยนตร์มาสู่การเป็นส่วนสำคัญของกราฟิกในเกมยุคใหม่มันช่วยให้แสงเงาและภาพสะท้อนในเกมมีความสมจริงในระดับที่น่าประทับใจและยกระดับมาตรฐานของเกมทั้งในด้านภาพและการออกแบบ

แม้จะยังมีข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพแต่ด้วยการพัฒนาฮาร์ดแวร์ใหม่ๆและเทคนิคการเรนเดอร์แบบผสมRayTracingกำลังกลายเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของเกมรุ่นใหม่และในอนาคตอันใกล้เราอาจได้เห็นเกมที่ภาพสมจริงราวกับชีวิตจริงทุกระเบียดนิ้วที่ผู้เล่นสามารถเข้าถึงได้จากทั่วทุกมุมโลก