Quake II riprogettazione con ray-tracing

Presentata la riprogettazione del classico cult del 1990 ” Quake II” con chiamate Ray Tracing real-time, attraverso l’API Vulkan ed un hardware NVIDIA GeForce RTX 20-xx.

Christoph Schied ha utilizzato l’estensione “VK_NV_ray_tracing”. Nota come “Q2VKPT”, la chiamata implementa il real-time path-tracing per rendere l’illuminazione fisicamente più accurata. NVIDIA ha approfondito il lavoro di Schied con “Quake II RTX,” probabilmente il primo gioco con un ray-tracing in real-time completo.

Questa estensione NVIDIA di Q2VKPT si appoggia ad NVIDIA RTX per Vulkan per assicurare che tutte le luci, le ombre, i riflessi e gli altri effetti visivi siano ray-traced e denoised attraverso il soppressore  NVIDIA AI-aware. Sebbene richieda attività a risoluzione maggiore per le textures rispetto ad id Software, NVIDIA potrebbe utilizzare anche un upscaler accelerato da GPU per migliorarne la risoluzione. E’ anche possibile rendere attivi i metodi ambient-occlusion del tipo HBAO+ allo scopo di aggiungere un apparente maggiore dettaglio geometrico ad alcune delle superfici del gioco. NVIDIA non ha ancora reso pubblico Quake II RTX, sebbene esista disponibile la path-traced Q2VKPT. Ovviamente è necessaria una scheda grafica della serie RTX 20-xx e i driver più aggiornati.

Rilasciata a Gennaio, Q2VKPT nasce dall’ingegno del programmatore stagista in NVIDIA Christoph Schied, un dottorando del Karlsruhe Institute of Technology in Germania. La sezione “PT” nel suo nome significa Path Tracing, una tecnica di Ray Tracing computazionalmente molto pesante che unifica tutti gli effetti luminosi in un singolo ‘puro algoritmo ray tracing’. Stante l’interesse attuale per il concetto di Ray Tracing, la notizia di uno sviluppatore che crea una nuova ed efficace versione, real-time ray-traced, di Quake II ha fatto in breve il giro del mondo.

Ma il path tracing ha un lato negativo: il suo algoritmo di campionatura random introduce un ‘rumore’ che rischia di far apparire il gioco granuloso e a scatti, come ricorderà chi ha utilizzato la versione di Q2PT del 2016. Per risolvere il problema, Christoph ed i suoi colleghi dell’Università hanno esteso l’idea del 2016. Il problema è stato risolto attraverso lo sviluppo di un metodo rapido per la rimozione degli effetti del rumore che utilizza la combinazione di diverse frames del gioco in un modo simile a quello utilizzato nel Temporal Anti-Aliasing.

Grazie ad un interprete Vulkan e alla compatibilità con Linux, Quake II RTX risulta un gioco di puro ray-tracing. Questo significa che tutte le illuminazioni, i riflessi, le ombre ed i vari effetti visuali. vengono resi con il ray-tracing in tempo reale, senza utilizzare alcun effetto o tecnica tradizionale.

“Che differenza c’è tra Quake II RTX da Q2VKPT?” Molte differenze, esclamano entusiasti in NVIDIA. “Abbiamo introdotto controllo in real-time del time of day, con l’indirizzamento accurato delle sorgenti luminose solari e l’illuminazione indiretta. Abbiamo modificato l’effetto di rifrazione di acqua e vetro; creato superfici emissive, riflessive e trasparenti. Abbiamo introdotto mappe normali e di ruvidezza (roughness) per un dettaglio superiore delle superfici; effetti particellari e laser per le armi. Abbiamo sviluppato mappe di ambiente procedurali per la creazione di montagne, cielo e nuvole aggiornati secondo l’orario del giorno; una pistola lanciarazzi per illuminare zone oscure in cui potrebbero nascondersi i nemici. E’ stato studiato un soppressore di rumore avanzato; fornito supporto SLI; rilasciate armi ad alto dettaglio, modelli e textures in stile Quake 2 XP. Esistono opzioni NVIDIA per la rappresentazione di fuoco, fumo ed effetti particellari…”

E molto altro ancora!…