Gerçek Zamanlı Işın İzleme / Ray Tracing (2018–Günümüz)
Turner Whitted'in Matematiksel Rüyası, NVIDIA RTX ve Fotogerçekçi Işık Simülasyonu
2018 yılında NVIDIA'nın 'Turing' mimarili GeForce RTX ekran kartları ve Microsoft DirectX Raytracing (DXR) API'si ile video oyunlarına giren Gerçek Zamanlı Işın İzleme (Real-Time Ray Tracing); 40 yıldır süregelen rasterizasyon hilelerini terk ederek ışık ışınlarının (fotonların) sanal nesnelerden sekmesini fiziksel olarak simüle eden en devrimsel grafik teknolojisidir. Gerçek zamanlı yansımalar, ortam örtme (ambient occlusion), küresel aydınlatma (global illumination) ve tam yol izleme (Path Tracing) ile Control, Cyberpunk 2077 ve Alan Wake 2 gibi başyapıtları Hollywood CGI kalitesine ulaştırmıştır.
40 Yıllık Rasterizasyon Hilelerinden Foton Simülasyonuna
Video oyunları 1970'lerden bu yana üçgen poligonları ekrana yansıtan 'rasterizasyon' yöntemiyle çalışıyordu; gölgeler, yansımalar ve ışık kırılmaları tamamen göz boyayan matematiksel hilelerden ibaretti. Ray Tracing ise kameradan sanal sahneye milyonlarca ışık ışını fırlatarak bu ışınların camdan geçişini, sudan yansımasını ve duvarlardan sekerek odayı aydınlatmasını (Global Illumination) gerçek fizik kanunlarına göre simüle etti. Ancak bu işlem o kadar ağırdı ki, daha önce bir film karesini işlemek saatler sürüyordu. Matematiksel geometri optimizasyonları ve verimli bellek tahsis algoritmaları (Teorik Öncü: J. Turner Whitted (1979 - Recursive Ray Tracing Makalesi), Gerçek Zamanlı Donanım Öncüsü: NVIDIA (Turing Mimarisi / RT Çekirdekleri, 2018), Destekleyen API'ler: DirectX Raytracing (DXR), Vulkan Ray Tracing, Metal, Kilit İnovasyonlar: BVH (Bounding Volume Hierarchy) Donanımsal Hızlandırması, Yapay Zeka Tabanlı Gürültü Giderme (Denoising)), donanım sınırlarını zorlayan gerçek zamanlı sahne renderını mümkün kıldı. Bu teknolojik atılım, çağdaş grafik motorlarının temel omurgasını oluşturdu.
NVIDIA RT Çekirdekleri, BVH ve Tam Yol İzleme (Path Tracing)
2018'de NVIDIA, ekran kartlarına sadece ışınların kutularla çarpışmasını hesaplayan adanmış 'RT Çekirdekleri' (BVH donanım hızlandırıcıları) ve piksellerdeki kumlanmayı temizleyen yapay zeka tensör çekirdekleri (DLSS) ekledi. Cyberpunk 2077'nin 'RT Overdrive' modu ve Alan Wake 2, sahnedeki tüm ışığı doğrudan ışınlarla hesaplayan tam 'Path Tracing' teknolojisini kullanarak video oyunlarını sinematik fotogerçekçiliğin nihai zirvesine taşıdı. Matematiksel geometri optimizasyonları ve verimli bellek tahsis algoritmaları (Teorik Öncü: J. Turner Whitted (1979 - Recursive Ray Tracing Makalesi), Gerçek Zamanlı Donanım Öncüsü: NVIDIA (Turing Mimarisi / RT Çekirdekleri, 2018), Destekleyen API'ler: DirectX Raytracing (DXR), Vulkan Ray Tracing, Metal, Kilit İnovasyonlar: BVH (Bounding Volume Hierarchy) Donanımsal Hızlandırması, Yapay Zeka Tabanlı Gürültü Giderme (Denoising)), donanım sınırlarını zorlayan gerçek zamanlı sahne renderını mümkün kıldı. Bu teknolojik atılım, çağdaş grafik motorlarının temel omurgasını oluşturdu.