Seconda parte dello speciale dedicato al Ray Tracing. Benvenuti dunque a Deep In Gametechs, la rubrica mensile di Natural Born Gamers dove vengono affrontati ed approfonditi aspetti, temi e questioni legate al mondo dei videogames dal punto di vista tecnico-realizzativo. Cercheremo infatti di spiegare, descrivere, contestualizzare e valutare tutto ciò che, di fatto, garantisce la realizzazione dei prodotti da noi tanto amati e che, è bene ricordarlo, non si generano per magia o solo grazie alla fantasia dei game artist …tutt’altro!
Senza annoiarvi con esasperati tecnicismi, cercheremo, con la massima chiarezza e semplicità possibile, di addentrarci di volta in volta in un diverso argomento con le sue relative implicazioni: hardware o software che sia. Prendendo a prestito ed adattando una massima utilizzata in ambito enogastronomico, potremmo azzardare un: “Giocare senza sapere non è che una (piccola) parte del piacere”. D’altronde, siamo oltretutto fortemente convinti che la conoscenza, anche solo formale, di determinati aspetti, non solo garantisca una migliore fruizione del prodotto, ma consenta una scelta molto più consapevole anche in fase di acquisto.
Qui dunque non si fa della chiacchiera soggettiva ed inconcludente su argomenti dove alla fin fine è sostenibile tutto ed il contrario di tutto. Qui si parla, in concretezza, di numeri, dati, logiche implementative. Del piacere di scoprire, di conoscere. D’esser informati e consapevoli, poiché, citando Leonardo, “Naturalmente li omini boni desiderano sapere”.
Buona lettura e buon divertimento!
Ray Tracing in tempo reale, si prepara tutto al momento
Avete anche voi il mal di testa? Tanta roba? Anche l’hardware che deve farsi carico di tutto questo gravosissimo lavoro. Lo ribadiamo: l’idea concettuale del Ray Tracing esiste da decenni, ma la possibilità di ottenerlo in tempo reale sta concretizzandosi solo adesso.
Immaginiamo un ristorante… nei fast food o nelle mense aziendali si cerca di preparare i cibi quanto più possibile in anticipo, demandando all’ultimo momento solo la prozionatura ed il servizio. Viceversa più un ristorante è di elevata qualità, più si sforza di proporre a menù dei piatti il più possibile freschi, cucinati al momento e soltanto a richiesta. Dunque dopo aver ricevuto le indicazioni dal cliente seduto al tavolo. Le difficoltà aumentano, i tempi rischiano di allungarsi troppo, non si può giocare sul sicuro. Generalmente il risultato, per chi lo sa apprezzare, sarà più elevato. Esattamente come il costo. Costo che nel caso delle elaborazioni grafiche è rappresentato dalle capacità computazionali dell’hardware.
Il mondo da uno specchietto retrovisore
Ecco perché, sino ad oggi, per ottenere questi effetti si è cercato, più o meno astutamente di “precalcolare” questi effetti. In altre parole, se come abbiamo già accennato volessimo vederla in questo determinato modo, si è sempre cercato di imbrogliare. I riflessi, sino ad oggi, non sono mai stati calcolati “sul posto”, in tempo reale. Bensì sono sempre stati ottenuti, e mostrati, attraverso stime preimpostate e, per forza di cose approssimative. Il Ray Tracing in tempo reale promette invece di garantire un aspetto delle superfici riflettenti “autentico” e perfettamente fedele ad un’ipotetica immagine catturata in una foto od un video. Naturalmente, nella realtà, le potenziali fonti luminose possono essere infinite ed il Ray Tracing in tempo reale potrà garantire sempre e solo un’approssimazione.
Occorre giunti a questo punto della trattazione fare chiarezza riguardo ad alcuni stratagemmi utilizzati in passato che potrebbero aver dato l’illusione di avere a che fare con un Ray Tracing in real time. Giochi di guida. Specchietti retrovisori. Si potrebbe essere indotti a credere che le immagini sino ad oggi rappresentate all’interno di questi specchi siano il frutto di un riflesso. Dispiace deludere, ma i contenuti visualizzati in quelle porzioni di schermo sono sempre stati ottenuti con calcoli a sé stanti. Esattamente come due diverse immagini affisse a video in uno split screen per un gioco a due giocatori. Con il Ray Tracing in tempo reale invece sì, in linea teorica l’immagine che potremo osservare negli specchietti retrovisori di un veicolo potrebbe essere l’effettivo riflesso dell’ambiente virtuale retrostante!
Come lo si ottiene?
Ma, in concreto, come si ottiene un calcolo in tempo reale di tutti i riflessi e di tutte le ombre presenti in un ambiente virtuale di una complessità paragonabile ad una scena reale? Un campo di battaglia, l’interno di una stanza, una foresta, la via di una città… in poche parole, uno qualsiasi degli infiniti ambienti che un moderno videogame in 3D potrebbe presentarci. La risposta è allo stesso tempo semplice e complessa. Occorre ripetersi, ma innanzitutto serve tanta, tantissima potenza di calcolo. E poi una architettura hardware appositamente realizzata.
Siamo ben consapevoli di stare per scrivere informazioni che possono essere reperite altrove, magari in maniera ancora più precisa e circostanziata. Il nostro intento è soltanto quello di illustrare e far intuire la complessità di un simile processo grafico, per saperlo riconoscere, apprezzare e valutare nei suoi impieghi e potenzialità. Dicevamo, potenza di calcolo, operazioni al secondo. Abbiamo tempo fa parlato dei TERAFLOPS, che rappresentano il modo più brutale, ma comunque significativo, per quantificare la capacità di calcolo di un hardware.
Le moderne Schede grafiche sono tutte più o mano valutate in performance astratte attraverso questo indicatore, ma la capacità effettiva è legata a molti altri fattori. Rimanendo ancorati all’argomento del Ray Tracing in tempo reale, è già sufficiente soffermarsi sul fatto che, per implementarlo, Nvidia abbia dovuto progettare una nuova generazione di schede grafiche. Questa, in effetti, non è una classica trovata di marketing, dal momento che, tutta l’architettura di queste nuove schede è effettivamente incentrata sulla capacità di realizzare questo benedetto Ray Tracing in tempo reale. Vediamole da vicino:
L’imbarazzo della scelta (e delle decisioni)
La nuova schiera di schede grafiche è composta da tre modelli, in ordine crescente di prestazioni. GeForce RTX 2070, RTX 2080 ed infine RTX 2080 TI. L’intento di questa rubrica, lo abbiamo detto più volte, non è quello di consigliare determinati prodotti sulla scorta del loro rapporto qualità prezzo. Il nostro focus è sempre stato incentrato sul concetto di consapevolezza. In parole povere non troverete nel prosieguo della lettura indicazioni se valga o meno acquistare una di queste nuove schede o se il loro prezzo sia attualmente giustificato dalle loro performance. Sulla scorta dei dati che vi forniremo, ed alle conseguenti considerazioni, starà solo a chi legge decidere in un senso o nell’altro. E, naturalmente, solo ed esclusivamente per quanto riguarda la personale situazione di ciascuno.
Torniamo alle nostre schede, ottenute con una tecnologia produttiva a 12 nanometri a cui Nvidia, per la sua linea, ha dato il nome in codice di Turing. Alla pagina ufficiale Nvidia, se non lo avete già fatto, potrete avere tutte le informazioni del caso.
Dopo le architetture denominate Maxwell e Pascal, molto probabilmente il nome “Turing” è ispirato alle Macchine di Turing, sulla cui natura riportiamo il link di Wikipedia: https://it.wikipedia.org/wiki/Macchina_di_Turing.
Naturalmente, essendone il produttore, quello di Nvidia è un sito di parte, ma la chiarezza e l’ordine espositivo sono molto ben realizzati. Per rendere l’idea pratica del suo funzionamento, proponiamo di seguito un video, pubblicato dal canale Nvidia su YouTube, dove si illustra il funzionamento del ray tracing in tempo reale in una scena del recente gioco Shadow of the Tomb Raider, di cui potete fra l’altro leggere la recensione sul nostro sito.
Implicazioni
Abbiamo visto, a vari livelli e nella maniera più ampia possibile come funziona il procedimento Grafico del Ray tracing, quale sia la sua reale complessità realizzativa ed infine, all’atto pratico, come la tecnologia attuale possa averlo reso possibile in tempo reale ed a un livello efficace. Se può consolarvi la “parte difficile” di tutta questa lunga disamina ce la siamo appena lasciata alle spalle. Ora forse viene la parte più soggettiva, che lascia spazio alla fantasia ed alle convinzioni personali. Cosa ci garantisce questo Ray Tracing in RT? Beh, grafica più immersiva, realistica, in poche parole… “bella”? No. O meglio, non solo.
È un pensiero strisciante ma piuttosto diffuso che tutto questo ben di Dio sia, tutto sommato, un lusso accessorio. Qualcosa che nella realizzazione di un videogame sia rilevante quasi esclusivamente solo a fini estetici. I riottosi dell’hardware moderno caldeggiano l’idea di fondo che tutto sommato gli hardware vadano bene anche così e che eventuali incrementi della capacità computazionale delle macchine non comportino nessun guadagno concreto nel gameplay dei giochi a venire. Noi crediamo l’esatto contrario. Siamo giunti ad un punto nell’evoluzione elettronica dove lo spazio per l’inventiva imprescindibilmente passare da delle innovazioni hardware. Intendiamoci: non è una causa sufficiente, ma è sicuramente causa necessaria.
Opportunità
Immaginiamoci un gioco con armature medievali dove potremmo scorgere dei nemici alle nostre spalle percependone il riflesso sulla corazza del nemico che ci si sta parando davanti. O poter scorgere in un gioco alla GTA un cecchino su una terrazza tramite il suo riflesso in una pozzanghera od una vetrina di un negozio.
Le soluzioni e le opportunità sarebbero infinite ed al momento inimmaginabili. Non solo dunque nella “grafica” ma anche e soprattutto nel gameplay. E forse sarebbe la volta buona che i giochi venissero pensati, concepiti e realizzati esclusivamente in funzione un determinato hardware. Ci rendiamo perfettamente conto che un simile desiderio possa suonare impopolare, soprattutto in un’epoca di cross-gaming dove il sogno di molti è poter giocare a tutto con tutti, anche con una macchina del caffè. Ma fidatevi, la qualità dei titoli, e la loro profondità, immersività e originalità ne guadagnerebbero immensamente. Non ci si innamora di un Hardware. Ma ci si può BENISSIMO innamorare di quello che un Hardware può metterci a disposizione.
Siete ancora scettici? Vi lasciamo a questa demo:
