Představte si hry, ve kterých světlo a stíny reagují v dokonalé symfonii, že stírají hranici mezi realitou a digitálním světem. Vize technologie, která simuluje realistické chování světla, jak se odráží a lomí při průchodu různými materiály, byla ještě donedávna čirou fantazií. Uběhlo pět let, a vývojáři se naučili s ray tracingem nejen lépe pracovat, ale zrovna tak se stal dostupnější hardware, který umožňuje fotorealistickou grafiku vykreslovat.

Ještě před rokem platilo, že pro plné vychutnání vysokého rozlišení s hezkou grafikou musíte sáhnout poměrně hluboko do kapsy. Ale letošní Vánoce se chystá zvrátit tuto představu CZC, s novou PC sestavou, CZC.Gaming Paladin GC216 s NVIDIA GeForce RTX 4070.

Je to herní počítač, který za 32 tisíc korun nabízí solidní hraní bez kompromisů ve vysokém rozlišení. Zvládnete s ním streamovat, editovat fotografie anebo modelovat či renderovat složité modely. Poslouží na řadu let, protože je připraven především na nadcházející tříáčkové hry.

Protože CZC slibuje, že je tahle mašina přesná definice poměru ceny/výkonu, musel jsem to vyzkoušet na vlastní kůži, než předstoupím před kameru. Má 6 jádrový procesor AMD Ryzen 5, jedno-terabajtové Samsung SSDéčko, 32 GB DDR5 RAM, ale hlavně grafickou kartu od NVIDIE, RTX 4070tku s 12 GB videopaměti.

Abyste dosáhli co nejlepší grafiky ve hrách, a je jedno zda je plně stylizovaná nebo kompletně fotorealistická, jde většinou o spoustu faktorů ve vašem počítači. Ale zdaleka tím nejzásadnějším je grafická karta. Ta je konstantně na tanečním parketu, kde pendluje mezi pamětí RAM, vaším diskem a procesorem. Pokud všechny komponenty synchronizujete, dostanete optimalizovaný výkonný valčík.

Dosáhnout krásné grafiky je přitom pro spoustu vývojářů obtížné. Nejde jen o samotnou optimalizaci hry, to se lehce řekne, než udělá. Jde i o množství polygonů na scéně, použití světla, kolik stínů se může vykreslit, jak detailní textury mohou modely mít. Čím víc detailů a efektů ve hře chcete mít, tím více paměti a výkonu potřebujete. Vím, že tohle chápete, ale hodně lidem uniká, že čím více dat vykreslujete, tím rychlejší propustnost sběrnice potřebujete. Investice do nové generace grafických karet tak má smysl přesně z tohoto důvodu, obzvlášť pokud se chystáte hrát nové hry.

Aktuální generace her se tak nějak konečně dostala do bodu, kdy pro QuadHD rozlišení – tedy 1440p, se spokojí s grafickou pamětí někde kolem 12 GB a proto přesně RTX 4070 společně s nabízeními technologiemi je vyváženým parťákem. Právě QHD rozlišení dnes bude středem zájmu testování, ale rovnou dodávám, že tenhle počítač, pokud si pohrajete s nastavením her, dokáže vykreslovat dobře i hry ve 4K.

Jenže, pak je zde optimalizace scén, které hrubou silou hardwaru nevyřešíte. Pokud engine, který vykresluje scény nezvládá vypočítat všechny úkoly v daném snímku, je zapotřebí využít různých fint a technik, jak především grafice ulehčit práci. Tohle vás, uznávám, nemusí moc zajímat, ale vývojáři si z toho rvou vlasy, někdy je vážně frustrující dostat nějakou scénu do stavu, kdy vypadá hezky a zároveň neshazuje počet snímků na power-pointovou prezentaci. Věřte mi, znám to, i když ještě nějaké vlasy mám. Rvu je totiž Geluovi… he he. Ne ale žerty stranou.

Běžně se ve hrách používá vykreslování pomocí rasterizace. Tato metoda je optimalizována po desetiletí. A je to hlavní důvod, proč zůstává tak populární. V rasterizaci je osvětlení často simulováno pomocí různých technik, jako jsou shadowmapy nebo bump mapping. Tyto metody napodobují skutečné chování světla, ale nejsou tak přesné jako ray tracing. Především, protože rasterizace se snaží o konverzi 3D scény do 2D obrazu. Své limity má při odrazech, lomech světla nebo globální iluminaci. Pro spoustu hráčů platí, že rasterizovaný render jim stačí. Ale speciálně ti, kteří dychtí po realistické grafice, dřív nebo později budou muset sáhnout po ray tracingu, případně jeho rozšířeném režimu path tracingu.

Vykreslit stejnou scénu Ray Tracingem je o dost náročnější, protože metoda vyžaduje větší výpočty. Než aby se zaměřoval na to, jak světlo interaguje s objektem, sleduje cestu světelných paprsků z kamery zpět ke zdroji světla. V podstatě se snaží simulovat, jak světlo cestuje skutečným světem.

Vykreslování realistického obrazu vyžaduje sledování mnoha paprsků světla, a dokonce ani s nejmodernějším hardwarem nelze ještě simulovat nekonečné množství paprsků. Takže některé oblasti obrazu mohou mít 'šum' nebo méně detailů. Tak to prostě je.

Tyto nesrovnalosti vznikají kvůli omezenému množství vzorků světla, které algoritmus může vypočítat v daném čase. Ale to s příchodem modelů strojového učení lze značně urychlit. Denoiser je algoritmus, který je navržen tak, aby tento šum odstraňoval a vytvářel čistší, hladší obrazy. Antišumátor se zbavuje těch všech teček z obrazu a asi si dokážete představit, že to je za nějakou cenu.

Ray Tracing patří mezi okamžité algoritmy, tedy výsledky vidíte hned. Jenže Denoiser je ze své podstaty temporální, tedy dočasný. Analyzuje většinou snímky, které vznikly před tím aktuálním a prolíná je s ním. Což v mnoha případech představuje nové artefakty obrazu.

Často je to tzv: shimmering, flickering – tedy mihotání hran, případně velké probliky, pomalejší aktualizace světla v prostředí nebo rozmazání detailů textur. A jak jsem zmiňoval před chvílí, denoiser nemůžete vypnout, u ray tracingu je potřeba, protože nemáme nekonečné množství paprsků.

Všechny plusy i minusy ray tracingu, pak umocňuje technologie DLSS – tedy deep learning super sampling. Jedná se o filtr, který běží nad renderem nebo ve spolupráci s renderem enginu hry, a dokáže z menšího rozlišení dostat kvalitní obraz na vyšší, tím že prakticky "hádá", jak by měl vypadat obraz v nejvyšším rozlišení.

Protože se hra vykresluje na menším rozlišení, tak šetří výkon a tedy dosahuje vyšších snímků a tím pádem plynulejší hratelnosti. Více o tom, jak přesně DLSS funguje jsem mluvil v samostatném videu, mrkněte na něj, pokud vás zajímá detailní rozbor.

Jen byste měli vědět, že minulý rok dostalo DLSS upgrade na verzi 3.0, která zahrnuje pro grafické karty řady 4000 hardwarovou akceleraci Optical Flow, tedy algoritmus pro generování snímků. Čímž prakticky NVIDIA nakopla počet snímků u mnoha her. Ale své využití uplatní právě u náročného Ray Tracingu. Když mezi snímky doplní další, už s takovou pomocí dosáhnete hravě na vysoké FPS.

Jenže, protože DLSS vykresluje z menšího rozlišení do vyššího, pak především zmíněné neduhy ray tracingu a denoiseru jsou zveličeny. Často se navíc vzorky ray tracingových odrazů počítají schválně v menším rozlišení, aby byly rychlejší a tím pádem se ze scén vytrácí detailnost a ostrost. Nejvíce je to pak vidět u stínů, které denoiser umí vyhladit tak moc, že jsou velmi jemné. I když realistiky by mělo jít o daleko jasnější a tvrdší dopad stínu na okolí.

A tak přichází na řadu poslední aktualizace DLSS, tedy 3.5, která prezentuje inovativní technologii Ray Reconstruction. Ray Reconstruction v praxi nahrazuje denoiser a to doslova AI sítí vyškolenou na superpočítačích. Tato funkce vytváří pixely ve vyšší kvalitě a rozlišením mezi vzorkovanými paprsky, což vylepšuje kvalitu obrazu. NVIDIA a CD Projekt Red ukázali technologii jako první na hře Cyberpunk 2077, což si nyní ukážeme i my.

Funkci rekonstrukce paprsků nejvíce oceníte obzvlášť při zapnutém Path Tracingu, následně při rychlých pohybech a nočních scénách.

Rekonstrukce paprsků pomáhá s detaily a hlavně s detaily. Zatímco při rasterizaci si v rámci odrazů vývojáři pomáhají pomocí Screen Space Reflections nebo planární projekce, která kopíruje obraz v nízkém rozlišení, u Ray Tracingu se dynamicky promítá opravdový odraz scény. Díky tomu se dobře demonstruje výhoda Ray Tracingu, ale jak už jsme zmínili, klasický denoiser nezvládá odrazy detailně vykreslit. To se mění s rekonstrukcí paprsků, s nimi dokonce zvládnete přečíst v odrazu billboardy nebo nápisy z okolních budov.

Spousta hráčů se vyhýbá zapnutí Ray Tracingu nebo Path Tracingu právě kvůli obavě z náročnosti vykreslování. Jenže, ačkoliv to zní jako marketingový balast, tohle je pravda: rekonstrukce paprsků skoro nic nestojí a často dosahuje naopak zrychlení ve vykreslování. Je to prakticky malý zázrak a jestli něco vyzdvihnout, tak je to právě výkon technologie.

Na dnes testovaném CZC.Gaming Paladin v rozlišení 1440p na ultra detaily, path tracingem a zapnutým DLSS 3.5 jsem tak naměřil snímky v rozmezí 50-70FPS. Jen to dáme do perspektivy: na počítači za 32 tisíc korun, ve QHD, na plné detaily, včetně komplexnější metody vykreslování paprsků… až 70 FPS. To jsou boží výsledky, které ještě před rokem nevzládla ani moje nabušená stanice za 120 tisíc. A pokud nechcete použít DLSS a jen si chcete užít Ray Tracovaný Cyberpunk v nativním rozlišení, pak jsem naměřil krásných konzolových 38 FPS. Asi si dokážete nyní představit, jak se výkon této sestavy bude škálovat, pokud si pohrajete s nastavením dalších her.

I s nižší snímkovací frekvencí si ale dobře zahrajete. A může za to implementovaný NVIDIA Reflex, tedy funkce, která vylepšuje odezvu systému tím, že synchronizuje lépe ovladač, klávesnici či myš s renderováním hry. V praxi to u Cyberpunku znamená, že máte lepší odezvu a daleko přesnější míření. Reflex doporučuji mít zapnutý především pokud používáte funkci Frame Generation.

Ray Reconstruction má ale také své chyby. Například u modelu Songbird je vidět, že dopad světla je v režimu path tracingu přepočítaný a i když je realisticky správný, protože Songbird stojí pod světlem, líbí se mi víc tmavější pojetí scény s klasickým ray tracingem anebo v rasterizaci.

Abych nezapomněl, tak ani novější temporální algoritmus rekonstrukce paprsků nestíhá zatím všechny detaily, jako jsou třeba vlasy – jejichž odhadování pozice je náročná technika sama o sobě.

Obecně na prostředí je krásně vidět, jak rekonstrukce paprsků ovlivnuje hlavně rozptyl světla. Dříve zapadlé objekty ve tmě jsou správně osvětleny. Samozřejmě v tomto případě i díky path tracingu, což je metoda, která dovoluje trasovat více odrazů každého paprsku a tím pádem dorazí ke zdroji světla více informací.

Cyberpunk je zatím první vlaštovkou pro rekonstrukci paprsků, ale brzy tuto výhodu využije i například druhý Alan Wake anebo hra Portal RTX.

Na oznámení dalších her si musíme ještě počkat. Ale na závěr je tu dobrá zpráva: DLSS 3.5 a Ray Reconstruction jsou dostupné pro všechny grafické karty GeForce RTX série, to se však zatím stále netýká funkce Frame Generation, protože ta vyžaduje zmíněný hardwarový akcelerátor Optical Flow.

Nicméně pokud máte jakoukoli grafickou kartu s označením RTX, rekonstrukci paprsků si můžete vyzkoušet přímo na Cyberpunku už dnes.

A pokud chcete zažít generační skok za správnou cenu a vychutnat si hry naplno, tohle je i můj osobní tip: tahle PC sestava půjde na dračku. Protože za tuhle cenu toho výkonu nebudete litovat.

CZC.Gaming Paladin GC216 je tichá sestava, základní deska od ASUSu nabízí dobrou podporu výkonu sběrnice nejen pro grafickou kartu ale ještě ke všemu Ryzen řady 7000 dává především pro hraní vynikající výkon v jednovláknových tak vícevláknových aplikacích.

Více informací o počítači i grafické kartě najdete zde.