PlayStation 5 と次世代 Xbox が新しいコンソール ハードウェア世代の始まりに向けて加速するにつれて、レイ トレーシングという用語を非常によく聞くようになります。しかし、この注目の新しいグラフィックス テクノロジとは何ですか - そして、それについて気にする必要はありませんか?
どの世代のゲーム ハードウェアにも常に流行語があります。 PS4 Pro と Xbox One X では、4K と HDR が究極の機能であり、これらは依然として次世代の主要な部分となるでしょう。 PS5 と次期 Xbox が近づくにつれて、これら 3 つに重要なセールス ポイントとしてもう 1 つの機能が加わることになります。それはレイ トレーシングです。これは、4K や HDR とは異なり、プレイヤーが高価な新しいディスプレイや新しいコンソールやグラフィックス カードにお金をかけずに、ゲームを大幅に改善できる素晴らしい新しいライティング テクニックです。
レイ トレーシングは、Microsoft と Sony の次世代ゲーム ハードウェアの戦いにおいて主要な戦線を形成する可能性が非常に高くなります。ソニーはすでに確認済みPS5はレイトレーシングをサポートしますPC では、これはすでに AMD と Nvidia の間の GPU 戦争の主要なポイントとなっており、Nvidia はこの機能に明確に焦点を当てて製品を差別化しています。
それは明らかに大きな出来事ですが、なぜ誰もがそれに夢中になるのでしょうか？このページでは、レイ トレーシングがなぜ魅力的なのか、そしてそれがどのように正確に機能するのかを分かりやすく説明していきます。
レイ トレーシングとは何ですか?
名前から推測できるように、レイ トレーシングはすべて照明に関するものです。私たちは、単により多くのポリゴンとより高品質のテクスチャをプッシュするだけでは利益が減少する地点に到達しつつあります。リアリズムを高めるには、照明などを改善してシーンをより自然でリアルにする必要があります。現時点では、レイ トレーシングはコンピュータ グラフィックスにおけるリアルタイム ライティングの聖杯です。
従来、ほとんどのビデオ ゲームはラスタライゼーションを使用して、ライティング、シェーディング、およびその他の同様の効果を処理します。この技術は基本的に、コンピューターによって作成された 3D オブジェクトを取得し、シーンを 2D ディスプレイに表示される内容に押し込む前に、オブジェクト間の距離などの重要な情報を計算します。基本的には 3D 形状を取得し、それを 2D に押しつぶしてから、さまざまなシェーダーを実行して、事前に計算された情報によって決定されたシーン条件に基づいて、近似的なライティングとシェーディングを含む画像の色付けと処理を行います。
これは高速ですが集中的なプロセスであり、ビジュアルとパフォーマンスの安定したバランスが可能になります。長年にわたり、開発者は、より現実的なリアルタイム ライティングの印象を与えるために、あちこちで追加のトリックを採用してきましたが、結局のところ、それは依然としてすべて偽物です。
ラスタライズの説明には、現実世界で光がどのように伝わるかについてまったく言及されていないことに気づくかもしれません。それは、物事の大局的には、それは実際には重要ではないからです。ラスター化とは、光が実際にどのような影響を与えるかを推定することだけです。ここがレイ トレーシングの異なる点です。レイ トレーシングは、実際の光の仕組みをよりリアルに表現するため、上のスクリーンショットのような、よりリアルに見えるシーンを実現できます。驚くべきリアルタイム技術デモこの映画は、CG の大手 ILM が、PC ベースのレイ トレーシング テクノロジをライブで紹介するために Nvidia と提携して制作しました。
レイ トレーシングの動作に関する印象的な技術デモは他にもたくさんありますが、おそらく最も衝撃的なのは最も単純なものです。Digital Foundry がレイ トレーシングを最大まで上げて Minecraft をプレイしているところをご覧ください。正気の沙汰ではないように見える。
レイ トレーシングはどのように機能しますか?
物体に視線を集中させると、光が物体から反射して目に入るので、それを見ていることになります。個々の光線が目に見えるものであると想像する場合は、今近くの物体を見て、その光線が目から出て、物体に戻り、物体で反射して、あっちへ行ったりこっちへ反射したりした経路をたどってみてください。光源に到達するまで。逆ではありますが、レイ トレーシングを実行しました。
簡単に言うと、レイ トレーシングは、光や影などの光の影響を受けるその他の効果をよりリアルに表現するために、光のビームとその移動方法をシミュレートする行為です。それだけでゲームのビジュアルを真に変えることができます。
レイ トレーシングはハリウッド映画の CG 作業で非常に長い間使用されているため、おそらく皆さんはご存知よりもよく知っているでしょう。アイアンマンのアーマーに映った超リアルな、かろうじて見える反射？それはレイトレーシングのおかげです。ピクサーは長年にわたってレイ トレーシングを使用しており、映画でレイ トレーシングがどのように機能するかについて深く掘り下げています。2006年のカーズのようにそして最近はどうだったのか2013 年のモンスターズ ユニバーシティ用に改良されましたオンラインで入手可能。
もちろん、ゲームが利用できなかった一方で、ハリウッドがこのテクニックを利用できたのには理由があり、それはすべてパワーの問題です。ハリウッドの映画スタジオは、ゲーム コンソールよりも何千倍も強力で高価な巨大なサーバー ファームを使用しており、時間も確保しています。いくつかのピクサー映画の 1 フレームレンダリングには 1 日以上かかる場合がありますそれは部分的には、耐え難いほどリアルなレイ トレースされたライティングのおかげです。ゲームの場合、このようなフレームを 1 秒あたり 30 ～ 60 個レンダリングする必要があります。したがって、これまでは不可能でした。
次世代のハードウェアが PS4 や Xbox One の何百倍も強力になるわけではないことは明らかですが、それを可能にするために何が変更されたのでしょうか?ほとんどの場合、それは規模の問題です。安定したパフォーマンスを維持するためにゲームが地理や目に見えない細部を「間引く」のと同じように、ゲームに適したリアルタイム レイ トレーシングは、使用される個々のレイの数を引き出します。これにより、リアルタイム ゲームのパフォーマンスを不可能にすることなく、視覚的な忠実度を大幅に向上させることができます。
これが実際に意味するのは、この新しいバージョンのレイ トレーシングは、シーン内の仮想カメラに直接当たる光線のみをトレースし、それ自体がプレーヤーに見えるものを表すということです。光線は、重厚な映画の表現のように完全に現実的な方法で画面外で跳ね返ることはありません。実際には、常に何十億もの光線が存在します。このバージョンでは、GPU は数百を追跡している可能性があります。これに関しては他にも多くのことが起こっています。たとえば、シーンをクリーンアップしてギャップを埋めるために AI ディープ ラーニングが使用されています。しかし、それはすべて、光源から向かって仮想カメラに向かって跳ね返る追跡された光線を中心にしています。実生活でも眼球に影響を及ぼします。
このテクノロジーの大幅な削減バージョンにもかかわらず、Nvidia が RTX シリーズ グラフィックス カードで披露できるレイ トレーシングは非常に印象的で、それを活用するために更新されたゲームのビジュアルに強い印象を残します。さらに良いことに、場合によっては、この種のテクノロジーがゲーム内のシステムや戦術に影響を与えることさえあります。 PC 上ではこれを実現する驚くべき例がすでにいくつかあり、ソニーとマイクロソフトの両方が PS5 と次期 Xbox でレイ トレーシングを提供できれば、それぞれの実装の長所と短所が次世代の直接グラフィックスになることは間違いありません。比較のこだわりポイント。
レイ トレーシングが現在 PC ゲームのパフォーマンスにどのような影響を及ぼしているのか、そして次世代コンソールではどのような影響があるのか
最初に知っておくべき重要なことを説明しましょう。レイ トレーシングは本当に素晴らしいものです。 PC プレイヤーならわかるように、これには代償が伴います。 1 つ目は、専用のレイ トレーシング コアを備えたハードウェアは高価であるため、ハードウェアの実際の現金コストです。 2 つ目はパフォーマンスです。これは、次のようなスペシャリスト カードでも同様です。Nvidia の RTX シリーズ GPUレイ トレーシングを有効にするとフレーム レートが低下することが予想されますが、その問題に対する最も簡単な解決策はゲーム内の解像度を下げることです。
コンソールでは、これらのコストの少なくとも 1 つはあまり目に見えなくなります。GPU の価格は、コンソールの全体コストと、ライセンス料などのエコシステムのその他の収益側面によって償却されます。後者のコストも、微調整と最適化により、PC よりもすでに大幅に削減されています。「バトルフィールド 5」のレイ トレーシング パフォーマンスを 50% 向上最初の発売からわずか数週間。ただし、両方の点がまだこの若いテクノロジーの地位を左右する要素であり、完全なレイ トレーシング機能を有効にすると、フレーム レートや解像度が低下することが予想されます。
PC と同様に、次世代プレーヤーは 4K プレゼンテーションか、ゲーム内パフォーマンス オプションを備えたフル レイ トレーシングのどちらかを選択することになると思われます。これはレイ トレーシングの性質を物語っており、多くの場合、ヒットを受け入れて低解像度でプレイすることをお勧めします。
このページに散在するデモのいくつかが示すように、レイ トレーシングはゲームの実際の見た目に大きな影響を与える可能性があります。のメトロ エクソダスこのセクションの上に埋め込まれた映像を見ると、このテクノロジーがいかに優れた潜在力を持っているかがよく分かります。これにより、太陽の光が当たるオープンワールドと、暗く閉所恐怖症の地下ゾーンの両方でゲームが完全に変わります。レイ トレーシングは実際にゲームの要素を強化するためにも機能します。影がよりリアルになるということは、ラスタライズされたバージョンでは敵が見える場所でも、視界から完全に隠された場所に敵が潜んでいることができるということです。全体的にプレゼンテーションにニュアンスが加わりましたが、それはすべて照明の変化のおかげです。 Metro Exodus のレイ トレーシングは、他のあらゆる意味で現在のハードウェアで問題なく動作するゲームであるにもかかわらず、世代の飛躍のように見えると言っても過言ではありません。
レイ トレーシングが実際に瞬間瞬間のプレイを変える可能性がある例としては、このテクノロジーをサポートした最初のゲームの 1 つである Battlefield 5 以外に見る必要はありません。レイ トレーシングを使用してゲームの全体的な外観に大きな変化をもたらすだけでなく、ゲーム内の反射を決定する際にも役割があります。通常、ゲーム内で鏡を見るとき、それは粗雑であるか、シーンの「鏡像」バージョン、つまり 2 番目の部屋で、その中で動き回り、動きをコピーすることで巧妙に偽造されています。高品質のレイ トレーシングにより、正確なリアルタイム リフレクションが可能になり、実際に特定の種類のゲームに大きな影響を与える可能性があります。
ステルス ゲームではレイ トレーシングを使用して、プレーヤーが角の向こうから何が来るかを確認したり、視界の外の有利な地点から状況を監視したりできるようになります。初期のレイ トレーシング デモで、バトルフィールド開発者の DICE は、レイ トレーシング対応バージョンのバトルフィールド 5 で、車のドアやショーウィンドウなどの反射面のおかげで、プレーヤーが実際に角を曲がったところからオンライン ライバルが近づいてくるのをどのように見ることができるかを紹介しました。これは潜在的に大きな変化であり、すべての PS5 または Xbox にこのテクノロジーが有効になっている場合、現在の PC よりもはるかに幅広い方法でゲームで活用できる可能性があります。
