Işın izleme, oyunlara ekstra bir gerçekçilik düzeyi getiren bir aydınlatma tekniğidir. Işığın gerçek dünyada yansıma ve kırılma şeklini taklit ederek, daha geleneksel oyunlarda statik aydınlatma kullanılarak görülenlerden daha inandırıcı bir ortam sağlar. Peki ışın izleme tam olarak nedir? Ve daha da önemlisi, nasıl çalışır? İyi bir grafik kartı, sürükleyiciliği artırmak için ışın izlemeyi kullanabilir, ancak tüm GPU’lar bu tekniğin üstesinden gelemez. Işın izlemenin oyun deneyiminiz için gerekli olup olmadığına ve yükseltilmiş bir GPU’ya yüzlerce dolar harcamanızı haklı çıkarıp çıkarmayacağına karar vermek için okumaya devam edin.
Işın İzleme – Sanal Fotonlar
Işın izlemenin devrim niteliğindeki aydınlatma sisteminin nasıl çalıştığını anlamak için bir adım geriye gidip oyunların daha önce ışığı nasıl işlediğini ve fotogerçekçi bir deneyim için neyin taklit edilmesi gerektiğini anlamamız gerekiyor. Işın izleme olmayan oyunlar statik “fırınlanmış” aydınlatmaya dayanır. Geliştiriciler, ışık kaynaklarını herhangi bir görünümde eşit olarak ışık yayan bir ortama yerleştirir. Dahası, NPC’ler ve nesneler gibi sanal modeller başka herhangi bir model hakkında bilgi içermez ve GPU’nun render işlemi sırasında ışık davranışını hesaplamasını gerektirir. Yüzey dokuları parlaklığı taklit etmek için ışığı yansıtabilir, ancak yalnızca statik bir kaynaktan yayılan ışığı yansıtabilir. Örnek olarak aşağıdaki GTA V’teki yansımaların karşılaştırmasını ele alalım.
Genel olarak, GPU’nun gelişimi bu sürecin yıllar içinde daha gerçekçi görünmesine yardımcı oldu, ancak oyunlar hala gerçek dünyadaki yansımalar, kırılmalar ve genel aydınlatma açısından fotogerçekçi değil. Bunu başarmak için GPU’nun sanal ışık ışınlarını takip edebilmesi gerekir.
Gerçek dünyada görünür ışık, insan gözü tarafından algılanan elektromanyetik radyasyon ailesinin küçük bir parçasıdır. Hem parçacık hem de dalga gibi davranan fotonlar içerir. Fotonların gerçek bir boyutu ya da şekli yoktur – sadece yaratılabilir ya da yok edilebilirler.
Bununla birlikte, ışık bir foton akışı olarak tanımlanabilir. Ne kadar çok fotonunuz varsa, algılanan ışık o kadar parlak olur. Fotonlar bir yüzeyden sıçradığında yansıma meydana gelir. Kırılma, düz bir çizgide hareket eden fotonlar şeffaf bir maddeden geçtiğinde ve çizgi yeniden yönlendirildiğinde veya “büküldüğünde” meydana gelir. Yok edilen fotonlar “emilmiş” olarak algılanabilir.
Oyunlarda ışın izleme, ışığın gerçek dünyadaki çalışma şeklini taklit etmeye çalışır. Milyonlarca sanal fotonu takip ederek simüle edilmiş ışığın yolunu izler. Işık ne kadar parlak olursa GPU’nun hesaplaması gereken sanal foton sayısı da o kadar fazla olur ve ışık o kadar fazla yüzeyi yansıtır, kırar ve saçılır.
Bu süreç yeni bir şey değil. CGI onlarca yıldır ışın izleme yöntemini kullanıyor, ancak tek bir karenin işlenmesi saatler hatta günler sürebildiği için ilk zamanlarda tam bir film oluşturmak için çiftliklerce bilgisayar gerekiyordu. Artık ev bilgisayarları, ışın sayısını yönetilebilir bir sayıyla sınırlamak için donanım hızlandırma ve akıllı aydınlatma hilelerinden yararlanarak ışın izlemeli grafikleri gerçek zamanlı olarak taklit edebiliyor.
İşte gerçek bir göz açıcı: Herhangi bir film veya TV şovunda olduğu gibi, CGI animasyonundaki sahneler genellikle farklı açılar kullanılarak “çekilir”. Her kare için, aksiyonu yakalamak, yakınlaştırmak, uzaklaştırmak veya tüm bir alanı kaydırmak için bir kamerayı hareket ettirebilirsiniz. Ve animasyonda olduğu gibi, hareketi taklit etmek için her şeyi kare kare manipüle etmeniz gerekir. Tüm görüntüleri bir araya getirdiğinizde akıcı bir hikayeye sahip olursunuz.
Oyunlarda, özellikle hızlı tempolu oyunlarda, her zaman hareket halinde olan ve bakış açısını sürekli değiştiren tek bir kamerayı kontrol edersiniz. Hem CGI hem de ışın izlemeli oyunlarda, GPU yalnızca ışığın herhangi bir sahnede nasıl yansıdığını ve kırıldığını hesaplamakla kalmaz, aynı zamanda lens tarafından nasıl yakalandığını da hesaplamalıdır – bakış açınız. Oyunlar için bu, tek bir bilgisayar veya konsol için muazzam miktarda hesaplama işidir.
Ne yazık ki, hala yüksek kare hızlarında ışın izlemeli grafikleri gerçekten işleyebilen tüketici düzeyinde bilgisayarlara sahip değiliz. Bunun yerine, artık etkili bir şekilde hile yapabilen donanımlara sahibiz.
Işın İzleme – Gerçekçi Grafik
Işın izlemenin gerçek hayata olan temel benzerliği, onu son derece gerçekçi bir 3D render tekniği haline getiriyor, hatta doğru koşullarda Minecraft gibi bloklu oyunların neredeyse fotoğraf gerçekliğinde görünmesini sağlıyor. Yalnızca bir sorun var: Simüle edilmesi son derece zor. Işığın gerçek dünyadaki çalışma şeklini yeniden yaratmak karmaşık ve yoğun kaynak gerektiren bir işlemdir ve büyük miktarda bilgisayar gücü gerektirir.
Bu nedenle, Nvidia’nın RTX odaklı ışın izleme gibi oyunlardaki mevcut ışın izleme seçenekleri gerçeğe uygun değildir. Bunlar, her ışık noktasının simüle edildiği gerçek ışın izleme değildir. Bunun yerine GPU, aynı görsel efekte yakın bir şey sunmak için çeşitli akıllı yaklaşımlar kullanarak “hile yapıyor”, ancak donanımı o kadar zorlamıyor.
Artık çoğu ışın izleme oyunu, genellikle rasterleştirme adı verilen geleneksel aydınlatma teknikleri ile yansıtıcı su birikintileri ve metal işleri gibi belirli yüzeylerde ışın izleme tekniklerinin bir kombinasyonunu kullanıyor. Battlefield V bunun harika bir örneğidir. Askerlerin sudaki yansımasını, arazinin uçaklardaki yansımasını ve patlamaların bir arabanın boyası üzerindeki yansımasını görüyorsunuz. Modern 3D motorlarda yansımaları göstermek mümkündür, ancak ışın izleme etkinleştirildiğinde Battlefield V gibi oyunlarda gösterilen ayrıntı düzeyinde değildir.
Işın izleme, gölgelerin daha dinamik ve gerçekçi görünmesini sağlamak için de kullanılabilir. Shadow of the Tomb Raider’da bunun harika bir etki yaratmak için kullanıldığını göreceksiniz.
Işın izlemeli aydınlatma, karanlık ve aydınlık sahnelerde çok daha gerçekçi gölgeler oluşturabilir, daha yumuşak kenarlar ve daha fazla tanımlama sağlar. Işın izleme olmadan bu görünümü elde etmek olağanüstü zordur. Geliştiriciler bunu ancak önceden ayarlanmış, statik ışık kaynaklarını dikkatli ve kontrollü bir şekilde kullanarak taklit edebilirler. Tüm bu “sahne ışıklarını” yerleştirmek çok fazla zaman ve çaba gerektirir – ve o zaman bile sonuç tam olarak doğru değildir.
Bazı oyunlar tüm sahneyi etkili bir şekilde ışın izleyerek global aydınlatma için ışın izleme kullanır. Ancak bu, hesaplama açısından en pahalı seçenektir ve etkili bir şekilde çalışması için en güçlü modern grafik kartlarına ihtiyaç duyar. Metro Exodus bu tekniği kullanıyor, ancak uygulama mükemmel değil.
Bu nedenle, yalnızca ışın izleme gölgeleri veya yansıtıcı yüzeyler gibi yarım önlemler popülerdir. Diğer oyunlar, performansı artırmak ve gerçek bir ışın izleme sahnesi oluşturmak için gerekenden daha az ışın işlemekten kaynaklanan bazı görsel hıçkırıkları örtmek için denoising ve Deep Learning Super Sampling gibi Nvidia teknolojilerinden yararlanıyor. Bu teknolojiler hala, yüksek güçlü sunucuların tek bir kareyi işlemek için günler harcayabildiği, önceden işlenmiş ekran görüntüleri ve filmler için ayrılmış durumda.
Işınlar Nasıl Çalışır?
Nvidia’nın RTX 20 serisi ekran kartları, ışın izlemenin bu nispeten mütevazı uygulamalarını bile idare etmek için ışın izleme için özel olarak üretilmiş donanımlar sundu.
Artık tüm RTX kartları ışın izlemeyi destekliyor ve en yeni RTX 40 serisi GPU’larda performans hilesi yapmanın başka bir yolu daha var. SER veya Shader Execution Reordering, RTX 4090 ve RTX 4080’de mevcut ve Nvidia, ışın izleme özellikli oyunlarda performansı %25 oranında artırabileceğini söylüyor. Işın izleme talimatları GPU tarafından işlendiğinde yeniden sıralama yaparak, görevi mevcut hesaplama gücü için optimize ederek çalışır.
Işın izlemenin ilk günleri zor olsa da, Nvidia’nın son kartları çok daha iyi performans gösterdi. Yeni nesil SER ve DLSS 3 ile birlikte, kare hızınızı düşürmeyen ışın izlemeyi görebiliriz. Nvidia’nın yeni DLSS 3.5’i de Ray Reconstruction ile ışın izlemeyi desteklemeyi vaat ediyor.
Yine de Nvidia’nın ışın izleme yöntemi mevcut tek seçenek değil. Aynı performansa sahip olmasa da benzer görseller sunan Reshade “path tracing” post-processing efektleri de var.
AMD’nin şimdi ışın izleme için de seçenekleri var, buna daha sonra değineceğiz.
Uygulama ne olursa olsun ışın izleme için hala güçlü bir grafik kartına ihtiyacınız olacak, ancak teknik oyun geliştiricileri arasında yaygınlaştıkça, çok daha uygun fiyatlarla daha geniş bir destekleyici donanım yelpazesi görebiliriz.
Işın izleme çoğunlukla PC’lere odaklanmış olsa da, diğer cihazlara da girmeye başladı. Apple kısa süre önce iPhone 15’in A17 Bionic çipinin oyunlar da dahil olmak üzere donanım hızlandırmalı ışın izleme özelliğine sahip olduğunu duyurdu.
Işın izlemeyi evde nasıl görebilirsiniz?
Işın izlemeyi evde görmek için yeni ve pahalı bir grafik kartına ihtiyacınız olacak. Donanım hızlandırmalı ışın izleme yalnızca Nvidia RTX GPU’larda veya AMD’nin RX 6000 serisi GPU’larında mevcuttur. GTX 10 serisi ve 16 serisi kartlar ışın izlemeyi destekliyor ancak bunu rahatça oynanabilir hale getirecek RT çekirdeklerinden yoksun.
1080p’nin üzerindeki çözünürlüklerde ve 60 fps veya daha yüksek kare hızlarında oynamayı düşünüyorsanız, en iyi seçeneğiniz en üst düzey bir grafik kartı için savurganlık yapmaktır. 4K’da RTX 3080 ve RX 6800 XT öne çıkan kartlardır, ancak belirli oyunlarda 1440p’ye geçmeye istekliyseniz RTX 3070 veya RX 6800 ile de idare edebilirsiniz.
Işın izleme özellikli oyunlar sınırlı sayıda olsa da bu sayı giderek artıyor. Işın izlemenin en iyi örnekleri arasında Battlefield V, Shadow of the Tomb Raider ve Metro Exodus gibi ilk RTX demoları yer alıyor. Control ve MechWarrior 5: Mercenaries gibi daha yeni oyunlar da ilgi çekici görünüyor. Stay in the Light, ışın izlemeli gölgeler ve yansımalar kullanılarak oluşturulmuş bağımsız bir korku oyunu. RTX ışın izleme ile yeniden düzenlenen Quake II de bir başka harika örnek.
Piyasada daha az ışın izleme oyunu var, ancak sektör büyüyor. PlayStation 5 ve Xbox Series X ışın izlemenin reklamını yapmaya başladıkça, rakipler de yakında bunu takip edecektir. Çok platformlu oyun Watch Dogs 2, yeni Watch Dogs: Legion’dan farklıdır, çünkü yeni oyun konsollarda ve bilgisayarlarda çalışmak için ışın izlemeyi başlatmıştır.
Bilgisayarınızın ışın izleme ile çalışıp çalışmayacağını belirlemek için UL Benchmark’ın Port Royal ışın izlemesini kullanmayı deneyin.
Siz bu konu hakkında ne düşünüyorsunuz? Düşüncelerinizi bizimle yorumlar kısmından paylaşmayı unutmayın. Tüm içeriklerimiz için The Gamer Station Tüm İçerikler
Oynadığınız oyunlarla, Film ve Dizilerle hatta Teknolojik konularla ilgili tartışmalara girebileceğinizi, başlıklar açabileceğinizi, yorumlar yapabileceğinizi biliyor musunuz? Hemen Panomuza üye olun!
