Dalla grafica al fotorealismo: ray tracing e futuro dei videogiochi

ray tracing

Il video design ha fatto passi da gigante ma tu ti senti indietro anni-Luce. Scopri subito il passaggio dalla grafica al fotorealismo! Il ray tracing e il futuro dei videogiochi, tra tecnologie avanzate e costi.

Ray tracing, 3 cose importanti che devi sapere

Ti occupi di video design, rendering, gaming e grafica 3D, ma confessi di esserti perso qualcosa sull’argomento negli ultimi anni? Non ti raccapezzi con le nuove tecniche E vuoi saperne di più per migliorare le tue competenze e aggiornare il portofolio? Ottima decisione, la conquista di nuovi ingaggi parte da un buon curriculum! Ti spieghiamo noi i passaggi dalla grafica al fotorealismo, cos’è il ray tracing  e che futuro ha nei videogiochi. Cominciamo con i concetti basilari: cosa è esattamente il ray tracing e a cosa serve?

  • Ray tracing significa letteralmente “tracciamento del raggio” ed è l’atto di lanciare i fotoni di un raggio di luce dalla sorgente che li emette, verso l’occhio. L’operazione ottiene effetti ottici evoluti, a vantaggio della qualità di un’immagine
  • Usare il ray tracing significa calcolare il percorso fatto dalla luce dalla fonte di partenza fino al momento in cui si posa su una superficie. Per questo esistono vari algoritmi che in generale servono a modellare lenti di fotocamere, microscopi e binocoli
  • Esiste un algoritmo di ray tracing specifico per il video design: è adatto al rendering e alla grafica 3D, ma ultimamente spacca nella progettazione dei videogame.

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Insomma il ray tracing è l’ultima frontiera del render grafico, perché modella matematicamente la visualizzazione delle scene. Usa la tecnica che segue i raggi, partendo dal punto di vista della telecamera o dalle sorgenti di luce. I risultati somigliano al ray casting e allo scanline rendering, che già conoscerai. Ti chiedi perché usarlo? Semplice, ti regala effetti ottici d’alto livello. Per esempio, nella simulazione della riflessione e della rifrazione più dettagliata, con risultati choc. Che, naturalmente, trovano terreno fertile nei videogiochi.

Leggi di seguito cosa sta succedendo in questo settore e cosa riserva il prossimo futuro!

Dalla grafica al fotorealismo: ray tracing e futuro dei videogiochi

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Finalmente hai le idee chiare sul significato del ray tracing; hai capito che si tratta di una tecnica ottica avanzata, considerata oggi il top nel video design e nella grafica 3D. Ma promette ancora di più per il futuro nel gaming: il ray tracing ha prodotto, infatti, spettacolari miglioramenti visivi nei giochi per PC. Come funziona?

Immagina di sparare un fascio di luci su un oggetto e di tracciare il percorso di rimbalzo di un raggio dalla sua superficie. Ma ci sono anche raggi che non rimbalzano, perché vengono assorbiti dalla stessa superficie dell’oggetto.

Bene, il ray tracing ti permette questo: sapere nel dettaglio quali sono le parti illuminate e quelle in ombra in un rendering.

Perfezionandolo fino a renderlo realistico. I film di animazione sfruttano questa tecnica fin dagli anni Novanta; l’uso del ray tracing nel gaming mainstream, invece, inizia solo nel 2018 con le schede desktop GeForce RTX di Nvidia, aggiornate nel 2020. Il motivo di questo ritardo è uno solo: il costo della scheda. Il miglior prezzo di una scheda video “entry level” in grado di eseguire il ray tracing nell’hardware si aggira sui 300 Euro circa.

Insomma, possiamo dire che la tecnica ha molto successo e un gran potenziale futuro. Ma finché le capacità hardware non migliorano non può essere applicata a tutte la parti di un videogame. Costerebbe troppo. Vale assolutamente la pena però migliorare i livello dei tuoi lavori, usando l’hybrid rendering: sfrutta il ray tracing per gli effetti di illuminazione combinandolo con la rasterizzazione per tutto il resto.

La “rasterization” è una tecnica rendering che conosci certamente, in cui gli oggetti sono creati da una maglia (mesh) di triangoli o poligoni. Tradotti in pixel servono a rappresentare un modello tridimensionale, se visualizzati su una schermata 2D. I pixel vengono poi a loro volta processati prima di essere mostrati sullo schermo. Qualcosa di molto diverso dal ray tracing, come vedi. Ma non devi accontentarti: nel caso dei videogame l’inserimento di effetti all’avanguardia fa la differenza. Il pubblico se ne accorge e apprezza: l’effetto ombra risulta più morbido e realistico a vantaggio della visualizzazione e dell’impatto emotivo.

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Ray tracing, 3 spunti per sfruttarlo nel tuo lavoro

rendering 3D

Il ray tracing è una tecnica futuristica che ti convince, destinata a rivoluzionare il tuo video design. Hai capito che devi tenerla d’occhio e aggiornarti se vuoi far colpo sui tuoi clienti ed essere competitivo sul mercato. Ti chiedi come puoi sfruttarlo nel lavoro? In effetti il ray tracing si applica in vari campi:

  • nel cinema, per generare o potenziare gli effetti speciali digitali, fondendoli con l’azione reale
  • nei progetti di architettura e di Industrial design, per generare prototipi fotorealistici dei prodotti e migliorare i rendering in 2D e 3D. Il ray tracing infatti dà la possibilità di spedire più raggi del necessario per ottenere l’antialiasing migliorando la qualità dell’immagine. Occhio però: il vero fotorealismo si ottiene quando l’equazione di rendering è ben approssimata o completamente implementata. In questo caso descrive ogni effetto fisico del flusso di luce. Il calcolo completo nel ray tracing è impossibile date le risorse di computazione richieste, per cui il fotorealismo perfetto non è possibile. Altri metodi, tra cui il photon mapping, sono basati sul ray tracing in alcune parti dell’algoritmo, e danno migliori risultati
  • nei videogiochi, ma solo in parte: per esempio Battlefield applica il ray tracing ai riflessi. Metro Exodus nell’illuminazione globale dal cielo, modellando l’effetto luce sulle superfici. Shadow of The Tomb Raider lo usa per gli effetti di ombra. Se ti sembra poco sappi che nei prossimi anni il ray tracing nel gaming è destinato a sfondare. Per il momento  ti consigliamo di perfezionarti nel rendering ibrido, combinando la rasterizzazione con il ray tracing.

Insomma, i tuoi lavori hanno un tocco di professionalità se unisci la tecnica del ray tracing alle altre che già conosci. Soprattutto perché la richiesta sta crescendo e diventerà vincente nel futuro. Mettiti subito all’opera con gli aggiornamenti e la pratica!

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