Cevat Yerli, Crytek: В нашей компании большинство разработчиков имели дело с трассировкой лучей, в основном, для общего развития и второстепенных знаний. Мы не задавались достаточно серьезно вопросом перехода на трассировку лучей, потому что на данном этапе этот шаг вряд ли имеет смысл.

PCPER: Современные исследования в области трассировки лучей показывают, что чем более сложная геометрия используется в сцене, тем этот метод становится более предпочтительным в качестве движка для визуализации. Согласны ли вы с этим или улучшенные методы растеризации смягчат эти преимущества?

Yerli: Я не видел до сих пор убедительного примера использования чистого метода классической трассировки лучей. Часть проблемы состоит в том, что в теории преимущество исходит из производительности статической геометрии с четко определенным типом окружающего освещения и материалов в сцене. Часто сравнивают трассировщик лучей, использующий сложную ускоренную структуру для хранения статических полигонов и обыденное применение движка растеризации, который прорисовывает каждый полигон в сцене. Конечно, это приводит к несправедливой оценке преимуществ трассировки лучей.

Far Cry, 2004

Отражения от сложных объектов и тени от точечных источников света — две ситуации, где преимущества метода трассировки лучей хорошо себя показывают. Но я пока не видел разработчиков, которые бы перешли на трассировку лучей лишь для того, чтобы достичь отличных отражений на пиксельном уровне на любых поверхностях, ведь большинство материалов в реальном мире не настолько хорошо отражают свет, чтобы преимущества трассировки лучей над искусственными плоскими отражениями были заметны. Использование лучей от источников света для расчета теней может применяться в будущих игровых гибридных движках, однако на современном этапе при существующих техниках выгоды от этого сомнительны.

PCPER: В общем, вы полагаете, что развитие движков растеризации нивелирует большинство преимуществ метода трассировки лучей?

Yerli: Когда-нибудь оба метода начнут использоваться в игровых проектах, однако растеризация на данном этапе имеет неоспоримые преимущества. Я считаю, что растеризация хорошо отлажена и имеет большую историю оптимизаций как со стороны оборудования, так и ПО, что позволит технологии существовать еще достаточно продолжительное время.

PCPER: Как хорошо, по вашему мнению, справляются современные движки для трассировки лучей с технологиями, которые движки растеризации используют сейчас очень часто, например, с антиалиасингом?

Yerli: Антиалиасинг — это реальное решение реально существующей проблемы — уменьшение «стоимости» шейдерных расчетов (в том числе и улучшение вида текстур), касающихся суб-пиксельного уровня. Простейшее и очевидное решение — увеличение точности расчетов до суб-пиксельного уровня, однако антиалиасинг позволяет добиться более высокого соотношения производительности/качества в большинстве случаев. Если трассировка лучей станет популярной, нам понадобятся похожие техники увеличения качества при небольших потерях производительности, которые будут использовать аналогичный подход.

Far Cry, 2004

PCPER: Изменит ли трассировка лучей принципиально код пиксельных шейдеров и прочих эффектов? Насколько сильно трассировка лучей влияет на конвейер визуализации: вершинные шейдеры —> геометрические шейдеры —> пиксельные шейдеры? Как могут прочие аспекты игр измениться в таком случае? Придется ли менять методы текстурирования, структуры данных и т.д., если уйти от растрирования?

Yerli: В общем-то все детали поверхностей рассчитываются на полигональном уровне, но некоторые формы пиксельных шейдеров, включая текстурирование останутся. Вершинные и геометрические шейдерные расчеты изменятся. Некоторые расчеты, которыми сейчас занимается вершинный шейдер, будут рассчитываться при пересечении лучей. Другие, например, анимация, будут нуждаться в чем-то вроде вершинных шейдеров, что сведет на нет преимущество трассировки лучей для этих объектов. Современные игры используют экстремально сложную смесь физики, искусственного интеллекта и логики для управления анимационной игровой системой, поэтому предварительная обработка анимации в покадровой статической геометрии или использование разделения движения невозможно.

PCPER: В идеальном мире, если предположить безграничную производительность оборудования, какой метод визуализации был бы, по вашему, идеальным для 3D графики и игр? Растеризация, трассировка лучей или нечто иное?

Far Cry, 2004

Yerli: Для начала надо будет заняться решением уравнений Максвелла, касающихся электромагнитного излучения, чтобы некоторые обычные игровые эффекты вроде теплого воздуха, огня и электрических разрядов выглядели в соответствии с квантовой теорией или еще более совершенной теорией будущего. Однако, раз мы сталкиваемся с большими проблемами даже при решении уравнений Навьера-Стокса, касающихся макромира и относительно простых проблем реальных жидкостей, я не думаю, что это как-то повлияет на наилучшее решение проблемы.

PCPER: Если вернуться к реальности, когда, по вашему мнению, методы трассировки лучей станут реализуемы? Через 1 год, 5 или 10?

Yerli: Я не думаю, что методы трассировки лучей в том виде, которые они существуют сейчас станут доминировать над методами растеризации. В ближайшие 3 года нормальной альтернативы растеризации не будет. В графических 3D движках реального времени мы увидим методы трассировки лучей не ранее чем через 3—5 лет.

PCPER: Можно ли вы исполнять какие-нибудь простейшие методы трассировки лучей на современных консолях (Xbox 360 и PS3). Какая из платформ более привлекательна для трассировки лучей? PS3 со своим 7-ядерным Cell или 3-ядерный Power PC на Xbox 360?

Crysis, 2007

Yerli: Обе платформы не предназначены для трассировки лучей в качестве замены метода растеризации. Некоторые гибридные методы могут быть использованы.

PCPER: Что вам больше нравится? Пиксели, которые выглядят «достаточно неплохо» или реально «просчитанные пиксели»?

Yerli: Базовый принцип графической визуализации — создание изображения, на которое можно смотреть, пикселей, которые выглядят так же хорошо как пиксели, которые таковыми являются. То есть пиксели, которые выглядят достаточно неплохо — уже отлично, учитывая интенсивность и интерактивность игр.

PCPER: Intel купила Havok и Project Offset? Как вы думаете, что Intel собирается делать с потенциалом этих компаний?

Crysis, 2007

Yerli: Я надеюсь, что Intel представит технологические демонстрации с использованием Havok и Offset, с помощью которых на реальных практических примерах будут показано то, как разработчики, по их мнению, должны раздвинуть границы графических расчетов в реальном времени.

Мы имеем собственные физический и графический движки в CryEngine 2, поэтому на нас прямо не влияет покупка Havok и Offset.

В результате интервью с Цеватом Ерли, можно в очередной раз убедиться, что первых прорывов в области трассировки лучей в реальном времени нам стоит ожидать не ранее, чем через 3 года, когда появятся высокопараллельные процессоры общего назначения от Intel, NVIDIA и AMD. Начало же массового внедрения можно ожидать ближе к 2012 году. Однако и тогда методы растеризации, история которых составляет уже более 20 лет, будут продолжать массово использоваться.

Пока создается впечатление, что даже для такой огромной и значимой в компьютерной индустрии компании, как Intel, будет очень сложно, а, может быть, и невозможно, принципиально изменить положение в области 3D-графики в реальном времени. Нужно не только новое оборудование, но и разработка огромного количества методов оптимизации и различных алгоритмов, увеличивающих производительность и качество изображения при использовании трассировки лучей. Может быть, Larrabee повторит историю довольно перспективных решений вроде Pentium 4, i740, Itatium, разработка которых по разным причинам была свернута компанией Intel.