Трассировка лучей — графическая технология, определившая современную индустрию ПК-игр. Благодаря магии математики и всё более производительным видеокартам освещение в играх достигло небывалого реализма. 

Из этой статьи вы узнаете, что такое трассировка лучей, как она работает и как оптимизировать аппаратное и программное обеспечение своего ПК для наилучших результатов. 
 

Что такое трассировка лучей? 

Для начала приведём определение. Трассировка лучей — это технология отрисовки игровой графики в реальном времени, при которой свет ведёт себя максимально приближённо к реальности. 

Название технологии говорит само за себя. При трассировке лучей эти самые лучи отслеживаются, или трассируются, как при испускании источниками света, так и при взаимодействии с объектами. Это значит, что в игре свет от солнца на улице будет не только падать на тротуар, но также и отражаться от него и освещать окружающие объекты, такие как лужи или витрины магазинов. 

Для создания света в играх часто используется техника, называемая растеризацией. Внедрять её не слишком трудозатратно, результат выглядит вполне хорошо, а само освещение не нагружает компьютер так же сильно, как трассировка лучей, отчасти из-за собственных ограничений. Например, с помощью растеризации можно осветить кузов автомобиля, но отражения от кузова не будут видны на ближайшем окне. Хотя разработчики могут компенсировать этот недостаток имитацией отражения, такой подход далёк от идеала. 

С трассировкой лучей прибегать к имитации нет необходимости. Лучи генерируются из точки игровой камеры, отражаются от объектов и в конце концов достигают источника света вроде солнца или уличной лампы. Так освещение получается гораздо более реалистичным и приятным глазу. 

Но есть и существенный недостаток. Отражения лучей требуют больших вычислительных мощностей, особенно в движках вроде Unreal Engine 5, где вычисления для каждого пикселя могут происходить 30, 60, 120 или даже больше раз в секунду в зависимости от частоты кадров. Для обеспечения высокого качества трассировки при достойной производительности требуется современная мощная видеокарта. 

 

Зачем оптимизировать ПК под трассировку лучей?

Включение трассировки лучей влияет на производительность, и чем выше качество трассировки, тем сильнее страдает частота кадров в игре. Приходится искать компромиссы, и преимущества трассировки лучей при грамотной настройке включают в себя:

• крайне реалистичные тени и мягкий свет; 
• глобальное освещение, при котором отражённые лучи взаимодействуют с окружением;
• фоновое затенение, блокирующее рассеянный свет на стыке объектов;
• оптимальное сочетание количества кадров в секунду и качества картинки.

Каковы минимальные требования для поддержки трассировки лучей в играх?

У каждой игры есть системные требования — набор аппаратного и программного обеспечения, с которым игра будет работать стабильно при том или ином разрешении, частоте кадров и настройках графики. Разработчики часто делят эти требования на минимальные, рекомендуемые и «ультра». Аппаратное обеспечение, нужное для трассировки лучей, можно считать лишь ещё одним пунктом списка минимальных требований. 

На странице каждой игры в Epic Games Store перечислены основные аппаратные и программные требования. Более подробный перечень, включая то, что нужно для трассировки, разработчики обычно размещают в интернете. 

При этом ключевое требование обычно одно: видеокарта, поддерживающая эту функцию. Самые популярные варианты — видеокарты серии GeForce RTX от NVIDIA или Radeon RX от AMD. 
 

Настройки игр для оптимальной производительности

Для наилучшего баланса качества трассировки и производительности придётся поколдовать над настройками, но для энтузиастов ПК-игр это дело обычное. Решение о том, какие настройки важны, а какие нет, принимаете вы сами. Например, можно пожертвовать разрешением экрана ради более продвинутых эффектов трассировки — или наоборот. 

Решая вопрос оптимизации ПК под трассировку лучей, нужно учитывать, какие у вашего ПК возможности и чего вы хотите добиться. 

Как правило, при определении настроек графики можно переключаться между режимами, такими как «Выкл.», «Низко», «Средне», «Высоко» или «Ультра», либо выбирать из нескольких заданных наборов. 

• Трассировка лучей (Ray tracing) определяет общее качество эффектов. 
• Трассировка путей (Path tracing) — продвинутая версия трассировки лучей. Добавляет рассеянное освещение и отражения, в том числе от поверхностей на другие поверхности.
• Тени (Shadows) — параметр, управляющий качеством теней от объектов, на которые падают лучи при трассировке.
• Глобальное освещение (Global Illumination) улучшает реалистичность света на экране. 

Качество эффектов трассировки лучей 

В играх, поддерживающих трассировку лучей, есть настройки, похожие на приведённые ниже. В одних играх эти настройки можно изменять точечно, а другие дают куда меньше контроля. Далее речь пойдёт о том, что делают самые распространённые настройки и как они влияют на производительность. 

• Тени не нуждаются в объяснении. Обычно для их настройки нужно передвигать ползунок. Влияние на производительность среднее. 
• Глобальное освещение добавляет реализма на экране, симулируя поведение света при столкновении с объектами. Однако при включении этой настройки ощутимо возрастает нагрузка на железо. 
• Отражения (Reflections) — основной элемент трассировки лучей. Они одинаково сильно влияют как на качество картинки, так и на нагруженность системы. 
• Фоновое затенение в экранном пространстве (Screen Space Ambient Occlusion, SSAO) — техника растеризации, имеющая низкое/среднее влияние на производительность, но существенно повышающая качество графики. При включённой трассировке лучей эффект от SSAO практически незаметен, однако если ваш компьютер не справляется с повышенной нагрузкой от трассировки, всегда можно прибегнуть к этой функции. 

Как мы уже сказали, набор и возможности изменения настроек варьируются от игры к игре, но мы привели самые распространённые из них. Знание того, какие настройки влияют на производительность больше всего, поможет выжать максимум из вашего игрового ПК. 
 

DLSS и FSR

Сделать игру с трассировкой лучей более плавной помогут и смежные технологии: DLSS (Deep Learning Super Sampling) от NVIDIA и FSR (FidelityFX Super Resolution) от AMD. Они выполняют сразу несколько функций и настраиваются в меню параметров графики многих игр.

При DLSS и FSR графика в игре отрисовывается на более низком разрешении, а затем динамически масштабируется до разрешения вашего монитора без значительных потерь в качестве. Это освобождает вычислительные ресурсы компьютера для других операций, в том числе для отслеживания лучей при включённой трассировке. 

Ещё одна возможность DLSS и FSR — генерация кадров. Она основана на машинном обучении: вместо отрисовки каждого кадра видеокарта пытается предсказать, какой кадр будет следующим в последовательности. Нагрузка на систему получается ниже, чем при обработке отдельных кадров.

Эти технологии наиболее актуальны на компьютерах послабее и позволяют включать эффекты трассировки лучей без жертв для производительности.

 

Понижение других настроек

В пользу трассировки лучей можно понизить или отключить другие настройки графики. 

В первую очередь попробуйте уменьшить разрешение экрана. Некоторые игры даже предлагают возможность выбрать разрешение отрисовки графики отдельно от разрешения экрана, а потом масштабировать изображение. Это очень похоже на DLSS и FSR, только масштабируемое разрешение задаётся вручную, а не динамически.

Ещё один вариант — переключиться на другой набор настроек. Конечно, даже без трассировки лучей игра на высоких настройках будет выглядеть неплохо, но для лучшей стабильности можно перейти на средние настройки и включить трассировку. 

Также многие игры позволяют изменить детализацию далёких объектов. Советуем обратить внимание и на эту настройку — в конце концов, в реальной жизни мы тоже едва ли можем рассмотреть все детали на расстоянии. 
 

Как включить трассировку лучей в играх

Включить трассировку лучей в играх обычно просто — всего лишь найдите и измените соответствующие настройки. 

1. Откройте меню игры.
2. Перейдите в настройки графики.
3. Найдите раздел, обычно называемый «Трассировка лучей».
4. Включите трассировку, нажав на переключатели рядом с параметрами.

Советы для оптимальной производительности

Ещё раз подчеркнём, что главное — найти баланс качества и производительности. Выставляйте наиболее важные для вас настройки и следите за реакцией компьютера. Если частота кадров окажется слишком низкой, постепенно снижайте качество эффектов трассировки, пока производительность не станет стабильнее. 

• Уменьшите разрешение. Это касается как разрешения экрана, так и разрешения отрисовки. Выберите самый высокий показатель, при котором производительность будет вас устраивать. 
• Включите DLSS или FSR. Обычно у этих технологий три режима: «Качество» (Quality), при котором приоритет отдаётся чёткости картинки, «Производительность» (Performance), нацеленный на частоту кадров, и «Баланс» (Balanced) — вариант посередине.
• Настройте трассировку лучей. Начните со средних настроек и снижайте их по необходимости. Высокие и ультра-настройки, конечно, впечатляют, но они предназначены для самого мощного железа. 
• Настройте частоту кадров. Например, если ваш монитор не может выводить больше 60 кадров в секунду, то рекомендуем поставить именно такое ограничение внутри игры. 
• Включите игровой режим. В Windows и другие популярные ОС включены настройки питания, специально заточенные под игры. 
• Закройте сторонние приложения. Браузер, почтовый клиент и другие программы могут отнимать ресурсы у игры.

Часто задаваемые вопросы

Сколько оперативной памяти нужно для трассировки лучей?

У каждой игры свои требования, но большинство игр с поддержкой трассировки лучей требуют как минимум 8 ГБ видеопамяти и 16 ГБ оперативной памяти. Если вы не хотите включать трассировку, минимальные системные требования, как правило, будут ниже. 

Какие настройки трассировки лучей дадут мне наилучшую производительность?

Включайте DLSS/FSR вместе с трассировкой, чтобы повысить количество кадров в секунду за счёт отрисовки на меньшем разрешении. Что касается настроек, можете начать с теней — даже на самых низких настройках тени при трассировке лучей выглядят красивее, чем при растеризации. 

Стоит ли мне купить более производительную видеокарту или процессор?

Чем более мощная у вас видеокарта, тем более качественную трассировку лучей она может обеспечить. Многие современные видеокарты созданы специально для трассировки, и с каждым новым поколением вычисления, отвечающие за реалистичный свет и тени, выполняются быстрее. 

Как именно DLSS улучшает производительность с включённой трассировкой лучей?

С включёнными DLSS и FSR графика в играх отрисовывается на более низком разрешении и масштабируется до разрешения монитора без значительных потерь в качестве. Эти технологии также обеспечивают генерацию кадров: количество кадров в секунду повышается, а нагрузка на систему гораздо ниже. 

Какой эффект трассировки лучей сильнее всего влияет на производительность?

Самый «тяжёлый» эффект — отражения, но также значительных ресурсов требуют глобальное освещение и тени. На высоких значениях этих настроек графика максимально приближена к реальности, но при этом страдает производительность. На низких — компьютер не перегружен, но графика всё равно впечатляет.