Ray Tracing ยุคใหม่ของภาพกราฟิกเสมือนจริงในเกม

Ray Tracing เป็นคำที่วงการไอทีพูดถึงเป็นอย่างมากในช่วงหลายปีที่ผ่านมา นับตั้งแต่วันที่ทาง Microsoft ได้เปิดตัว API หรือ “เครื่องมือที่เป็นตัวขับเคลื่อนในการแสดลผลกราฟิก” รุ่นใหม่อย่าง “DirectX 12” ที่มาพร้อมกับขีดความสามารถใหม่ กับการสร้างภาพกราฟิกของวัตถุ 3 มิติด้วยเทคโนโลยีใหม่ที่เรียกว่า “Ray Tracing”

ซึ่ง ณ เวลานั้นมันก็ยังเป็นเรื่องใหม่ และก็ยังเป็นเรื่องยากที่ในการนำเอาเทคโนโลยีนี้มาใส่ในวิดีโอเกม เพื่อให้เกมมีความสมจริงราวกับภาพถ่ายมาก หรือมีความเสมือนจริงราวกับที่เราเห็นด้วยตาในชีวิตจริงมากขึ้น และการที่ทำให้มันแสดงผลได้นั้น ก็อาจจะเป็นที่จะต้องใช้ฮาร์ดแวร์ที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อมันโดยเฉพาะเท่านั้นมันจึงจะสามารถสร้างภาพเหล่านั้นออกมาได้

แต่ในที่สุดเทคโนโลยี “Ray Tracing” ก็จะกลายเป็นสิ่งที่คนเล่นเกมสามารถจับต้องได้แล้ว หลังจากที่ทาง Nvidia ได้เปิดตัวกราฟิกการ์ดรุ่นใหม่ของพวกเขาออกมากับรหัส RTX ที่ทำให้คอมพิวเตอร์ทั่วไปสามารถแสดงผลกราฟิกที่ใช้เทคโนโลยี “Ray Tracing” ได้

แล้ว Ray Tracing คืออะไรทำไมมันถึงเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ของวงการเกม?

หากอธิบายแบบง่ายๆ ให้พอเห็นภาพ Ray Tracing ก็คือเทคโนโลยีที่เป็นการเลียนแบบพฤติกรรมของแสงที่ตกกระทบของวัตถุในฉากให้เหมือนกับในชีวิตจริงนั่นเอง และอย่างที่เราได้กล่าวไปว่าสาเหตุหนึ่งที่ทำให้มันน่าตื่นเต้นเป็นอย่างมากก็คือ เดิมทีแล้วมันเป็นเรื่องที่ยากมากที่จะนำเอาเทคโนโลยีนี้มาใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลทั่วไป แต่ด้วยสถาปัตยกรรม “Turing” ของ Nvidia ในกราฟิกการ์ดตัวใหม่ที่พวกเขาได้เปิดตัวนั้น ก็ทำให้มันสามารถนำมาใช้งานในวิดีโอเกมได้อย่างเต็มที่แล้ว

ซึ่ง Ray Tracing นั้นเป็นหนึ่งในอีกหลายๆ เทคโนโลยีที่ใช้ในการเรนเดอร์ภาพกราฟิกในยุคปัจจุบัน แต่การที่ Nvidia ให้ความสำคัญกับมันมาก ก็เพราะว่ามันเป็นหนึ่งในส่วนที่ทำให้ วัตถุมีการแสดงแสงเงา และมีเอฟเฟกต์ต่างๆ ที่ให้ความสมจริงได้มากที่สุด ซึ่งการที่จะทำให้มันสามารถแสดงผลในระดับนี้ได้นั้น ก่อนหน้านี้ก็จำเป็นที่จะต้องใช้เครื่องคอมพิวเตอร์สำหรับมืออาชีพเท่านั้น ที่มีราคาอยู่ในระดับ 3-4 แสนบาทเลยทีเดียว

อะไรคือความต่างระหว่าง Ray Tracing และเทคโนโลยีในยุคปัจจุบัน?

โดยเทคโนโลยีในปัจจุบันที่ในวงการอุตสาหกรรมเกมส่วนมากยังใช้อยู่ในการสร้างภาพ 3 มิติ ก็คือการจำลองแสงและพฤติกรรมของแสงที่อยู่ในฉากให้มีความง่ายให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยการใช้เทคนิคที่ชื่อว่าการ “Rasterization” ที่เหมือนกับการวาดภาพของจิตรกรบนผืนผ้าใบที่จะวาดภาพซ้อนๆ กันเป็นชั้น (Layer) เพื่อสร้างมิติให้กับภาพ ซึ่งมันก็จะทำให้ภาพที่อยู่ชั้นบนสุดซ้อนทับภาพที่อยู่ด้านหลังจนหมด หากใครที่ใช้โปรแกรมอย่าง Photoshop ก็คงจะเห็นภาพได้ง่ายที่เมื่อเราวางภาพวัตถุลงบน Layer หนึ่งซ้อนทับไปอีก Layer มันก็จะไม่แสดงผลของ Layer ที่อยู่ด้านหลังออกมาให้เราได้เห็น

ซึ่งเทคนิค Rasterization นั้นทำให้การสร้างวัตถุอย่างเช่น กระจกเงานั้นเป็นไปได้ยาก เพราะมันไม่สามารถที่จะทำให้ตัววัตถุสะท้อนแสงได้ด้วยตัวของมันเอง เนื่องจากพื้นผิวด้านบนของมันไปบดบังพื้นผิวที่อยู่ด้านหลัง ซึ่งมันก็จะมีการใช้งานในส่วนนี้เฉพาะในเวลาที่มันจำเป็นเท่านั้น เพราะฮาร์ดแวร์ในยุคปัจจุบันยังไม่สามารถรองรับการจำลองที่ซับซ้อนในฉากที่มีการเคลื่อนไหวได้ ไม่ว่าจะเป็นวิดีโอเกมหรือการทำแอนิเมชัน 3 มิติอื่นๆก็ตาม

ความสามารถของ Ray Tracing

ซึ่งเทคโนโลยีของการจำลองแสงในยุคใหม่นั้น มันจะทำให้วัตถุมีให้รายละเอียดทางด้านแสงที่ตกกระทบมากขึ้นกว่าเดิม โดยไม่จำเป็นที่จะต้องใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีราคาสูงเหมือนแต่ก่อน วัตถุที่มีการใช้ Ray Tracing นั้นจะมีการให้รายละเอียดพฤติกรรมของแสงที่แปรเปลี่ยนไปตามพื้นผิว ชนิดของวัตถุ และการเคลื่อนที่

Ray Tracing จะทำให้การเดินทางของแสงระหว่างฉากนั้นมีความประณีตมากขึ้น มันสามารถจำลองรังสีที่เกิดจากแสงเมื่อตกกระทบวัตถุที่จะทำให้มีการสะท้อนแสง มีการหักเหของแสง และมีการกระจายแสงที่สมจริงตลอดเวลาที่วัตถุมีการเคลื่อนที่ นอกจากนี้ Ray Tracing ยังมีความสามารถในการตรวจจับ และเรนเดอร์วัตถุประเภทแก้วหรือกระจกที่มีหักเหของแสงได้ หรือแม้แต่เงาที่เกิดจากการบดบังของวัตถุในฉากมันก็สามารถแสดงผลได้ด้วยเช่นกัน รวมไปถึงความสามารถในพิจารณาได้อีกด้วยว่า แสงนั้นควรจะมีสีสันเป็นอย่างไรเมื่อมันทะลุผ่านวัตถุบางอย่างไป

แต่ Ray Tracing ก็ไม่ใช่อะไรที่ใหม่

ในทางทฤษฎีแล้ว มันเป็นเทคนิคการเรนเดอร์ที่ดูจะเพ้อฝันมาก แต่ Ray Tracing ก็ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่ที่เพิ่งเกิดขึ้นมา และมันก็ถูกใช้งานในวงการอุตสาหกรรมอื่นๆ แล้วมาสักระยะ ไม่ว่าจะเป็นหนังเรื่อง Monster University ของ Pixar เองหรือแม้แต่ Iron Man ของ Marvel ก็มีการใช้เทคโนโลยี Ray Tracing ในการสร้างโมเดล 3 มิติในหนัง แต่ในที่สุดมันก็ได้กลายมาเป็นสิ่งที่ผู้คนทั่วไปสามารถจับต้องได้แล้ว

ก่อนหน้านี้ทาง Nvidia ก็ได้เคยแสดงตัวอย่างของ Ray Tracing กันไปแล้วในเดโม Star Wars ที่มีการใช้กราฟิกการ์ดสำหรับมืออาชีพอย่าง RTX Volta ที่ในที่สุดมันก็ได้กลายมาเป็นสถาปัตยกรรมใหม่ที่ใช้ชื่อว่า Turing ที่ทาง CEO ของ Nvidia คุณ Jensen Huang ได้บอกไว้ว่ามันคือ “การก้าวกระโดดครั้งใหญ่ที่สุดเท่าที่เราเคยทำมาในช่วง Generation นี้” เลยทีเดียว

“นี่คือการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ที่สุดเท่าที่เราเคยทำมาในช่วง Generation นี้”

Jensen Huang CEO ของ Nvidia

Ray Tracing จะเป็นมาตรฐานใหม่ของวงการเกม?

ก็ดูเหมือนจะจริงอย่างที่คุณ Jensen Huang ว่า เพราะRay Tracing นั้นคือก้าวสำคัญจริงๆ ภายใต้สถาปัตยกรรม Turing บนกราฟิกการ์ดตัวใหม่ในรหัส RTX ของ Nvidia ที่มันยังมาพร้อมกับแกนกลางอย่าง “Tensor Core” ที่ใช้ AI ในการประมวลผลแบบ Real-Time ที่ทำให้มันสามารถจำลองภาพกราฟิกต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วกว่าสถาปัตยกรรม Pascal บนผลิตภัณฑ์ในรุ่นก่อนหน้านี้ของ Nvidia ถึง 6 เท่า

และเทคโนโลยี Ray Tracing นั้นก็อาจจะกลายเป็นหนึ่งในมาตรฐานของการพัฒนาเกม นับจากนี้เป็นต้นไป ซึ่งในปีนี้มันก็มีเกมต่างๆ ที่ได้เปิดตัวรองรับเทคโนโลยี Ray Tracing นี้แล้วไม่ว่าจะเป็น Battlefield V, Metro: Exodus และ Shadow of the Tomb Raider ที่จะออกวางจำหน่ายในปีนี้ รวมไปถึงเกมต่างๆในปีหน้าที่ผู้พัฒนาเกมหลายรายได้ออกมาตอบรับเทคโนโลยี Ray Tracing แล้ว