Comment profiter du Ray Tracing ?

Comment profiter du Ray Tracing ?

Le ray tracing est un principe de gestion de lumière dans un logiciel de rendu 3D. Il joue sur les réflexions et diffractions de la lumière et le taux d'absorption des matériaux. Le ray tracing n’est pas calculé par votre télévision ou vidéoprojecteur comme peuvent l’être le HDR ou l’interpolation d’images par exemple. Cela dit, il est indéniable qu’une TV ou un vidéoprojecteur qui possède une bonne luminosité et un taux de contraste élevé affichera le rendu ray tracing avec la meilleure qualité qui soit.

Avant toute chose, il faut bien distinguer le ray tracing appliqué au domaine des jeux vidéo de celui qui concerne les films. Celui des jeux vidéo est rendu par le processeur graphique en temps réel. Il nécessite donc une architecture graphique haut de gamme pour parfaitement accomplir cette tâche. Le ray tracing dans les films est réalisé durant la production. Le rendu ray tracing est exécuté sur des calculateurs à plusieurs millions de dollars, puis enregistré sur le master final : il n’y a plus qu’à le diffuser via votre lecteur Blu-Ray 4K ou le streamer depuis votre plateforme préférée. 

Quelles sont les conditions pour profiter du ray tracing ?

Pour apprécier les effets visuels du ray tracing, il faut tout d'abord que le jeu soit développé avec ce type de rendu 3D, comme le sont CyberPunk 2077, Control ou encore Battlefield IV (vous trouverez une liste de jeux ray tracing à la fin de ce billet). Ensuite, il faut bien penser à l’activer dans les paramètres de la console (PS5 et Xbox série X) et dans le menu du jeu sur PC !

Il faut se rendre dans le menu du jeu Cyberpunk 2077 pour activer le ray tracing

Le menu de Cyberpunk 2077 sur PC, le premier jeu de grande envergure à intégrer toutes les fonctions du ray tracing. Il faut l’activer dans les options graphiques du jeu pour en bénéficier. Pour soulager l’ordinateur (en fonction de ses capacités) 4 réglages sont activables : le ray tracing de base, les réflexions sur les objets, les ombres portées et enfin les effets lumineux (comme la diffraction à travers le verre ou l’eau).

De quoi avez-vous besoin pour afficher vos jeux vidéo ray tracing en 4K ?

Au-delà d’un PC équipé d’une carte graphique récente, il vous faut le bon câble HDMI (2.1) ou displayport (1.4) pour afficher du contenu UHD sur votre télévision 4K, votre vidéoprojecteur 4K ou sur un écran gaming UHD 4K, bien évidemment. Pour un rendu optimal, votre diffuseur devra être équipé de la technologie VRR, c’est-à-dire d’un traitement rapide des images pour un minimum de latence.

Voici quelques exemples de gammes TV qui ont fait leurs preuves dans le domaine du gaming :

Guide : Comment profiter pleinement de ses jeux vidéo ?

Les consoles Next Gen, quant à elles, ne peuvent afficher un rendu ray tracing en 4K. La part de calcul nécessaire au ray tracing est trop importante pour que le processeur graphique suive. Ainsi pour les consoles PS5 et Xbox série X avec le ray tracing activé, la résolution maximale sera de 1080p @ 30 FPS.

Quel est l’impact du ray tracing sur mon FPS ?

Le ray tracing est très gourmand en ressources processeur et va fortement impacter votre FPS (fréquence d'images par seconde) et donc votre taux de rafraîchissement. De manière générale, le taux de rafraîchissement des dernières consoles de jeux est actuellement à 60 Hz. En activant le ray tracing, ce dernier peut être divisé par 2 pour un affichage sans latence. La plupart des joueurs constatent une baisse de 50% de leur FPS lorsque le mode ray tracing est activé. Pour les heureux possesseurs de cartes graphiques dernière génération, la baisse est d’environ 25% grâce aux puces de calcul dédiées au ray tracing.

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Qu’est-ce que le DLSS ?

Le DLSS (pour Deep Learning Super Sampling) est un procédé d’upscaling développé par Nvidia. Cette technologie utilise l'intelligence artificielle de type deep learning pour augmenter la définition des images. Elle permet au processeur graphique de calculer les images des jeux dans une définition inférieure à la 4K avant de les upscaler à la résolution de votre écran, avec à l’image une qualité quasi équivalente à la définition 4K native. Le fait de calculer les images dans une définition inférieure permet de maintenir un FPS élevé, car l’upscaling est moins gourmand en ressources processeur que le calcul d’images complexes en 4K.

Si la version 3.0 est réservée pour la série de cartes graphiques RTX 40x, les versions antérieures sont déjà à l’action et vous font profiter d’une image nette en haute définition. Sans cette technologie, il serait impossible de faire des rendus 3D avec ray tracing en temps réel, surtout avec des processeurs graphiques plus anciens comme ceux des consoles. Le DLSS fait donc partie de cette batterie d’algorithmes qui aident à la fluidité de l’affichage.

Le DLSS permet aux processeurs graphiques de traiter beaucoup plus de données.

La technique de calcul DLSS permet d’améliorer le FPS de tous les jeux. Dans un contexte de ray tracing et donc de calculs gargantuesques, cette méthode prend tout son sens. (© Nvidia)

Que vaut le ray tracing sur PC, PS5 ou Xbox ?

Le réalisme apporté par le ray tracing est indéniable. Bien que la technologie soit relativement ancienne, seules les puces produites aujourd’hui peuvent calculer l’énorme flux de données en temps réel que cela représente. Sur PC, les cartes graphiques Nvidia RTX sorties en 2020 sont les premières à intégrer des puces dédiées au calcul de ce type de rendu, et il vous faudra viser le modèle haut de gamme pour exploiter le ray tracing à son maximum.

Les différentes technologies de luminance dans les rendus 3D, de la plus récente à la plus ancienne

Les techniques de rendu de lumière du plus récent au plus ancien. La finesse obtenue avec le ray tracing et la path tracing (le futur du ray tracing) est incomparable avec les technologies d’il y a encore peu. (© Nvidia)

Cela dit, le ray tracing est aussi une question de méthode de calcul dans lequel des algorithmes sont impliqués, comme indiqué plus haut avec le DLSS. Ces algorithmes ont connu de remarquables avancées qui permettent ainsi aux possesseurs de consoles et de cartes graphiques plus anciennes de bénéficier du ray tracing de façon plus sommaire. Les consoles PS5 et Xbox série X, dont la conception remonte à une dizaine d’années, ne sont pas suffisamment puissantes pour afficher le ray tracing de manière optimale. Mais, grâce aux progrès des algorithmes, elles peuvent en faire un peu profiter leurs utilisateurs. IL faudra néanmoins l’activer dans les options d’affichage des paramètres de votre console.

Il faut activer le ray tracing dans Gran Turismo 7 sur Playstation 5

Pour bénéficier du ray tracing sur consoles, il faut impérativement l’activer dans les options d’affichage, sur PS5 dans notre exemple.

Les jeux récents, qui offrent cette nouvelle technologie, se démarquent nettement et nous entrons pour sûr dans une nouvelle phase de réalisme des rendus 3D. Les amateurs de simulations de course et de vol en seront ravis. En s’équipant de volants gaming, de pédaliers ou encore de sièges baquets, les simdrivers et les simpilots vivront une immersion encore plus poussée sans sortir de chez eux.

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A-t-on besoin d’une TV 4K pour le ray tracing ?

Si vous êtes l’heureux possesseur d’une télévision 4K, le ray tracing n’en sera que plus joli. Mais cela n’est pas une condition sine qua non pour afficher du ray tracing. L'important est que la TV dispose d'une luminosité et d'un contraste élevés et qu'elle propose un mode jeu qui désactive les traitements vidéo, sources de latence, pour afficher l'image telle qu'elle a été calculée par le processeur graphique. Les télévisions récentes gèrent souvent bien mieux les pics de luminosité et les rendus HDR, que les modèles anciens.

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Est-ce que le ray tracing fonctionne en 1080p ?

Le Ray Tracing fonctionne avec toutes les TV, même cathodiques ! Plus sérieusement, pour profiter pleinement d’une image calculée avec ray tracing, une TV ou un vidéoprojecteur de dernière génération sera toujours un plus. Si vous avez une TV 1080p avec une bonne gestion de la luminosité et du contraste, l’image sera mieux affichée que sur une TV 4K d’entrée de gamme. Une TV récente mettra davantage en valeur ce rendu de lumière avec une meilleure perception des différences de contraste.

L'impact du ray tracing sur les FPS

Le ray tracing fonctionne sur les processeurs graphiques d’ancienne génération, au prix d’une baisse de votre FPS d’environ 50 %. (©Nvidia)

Est-ce que le ray tracing nécessite le HDR ?

Ces deux technologies sont différentes mais se rejoignent sur le sujet de la lumière. Si le ray tracing s'occupe du trajet des rayons lumineux, le HDR amplifie plus ou moins ces effets de lumière. Le HDR va donc s’ajouter à l’image calculée avec ray tracing. Un mauvais calcul de HDR par une TV d’entrée de gamme peut ruiner une image dont le rendu ray tracing aurait pu être optimal. Les aberrations du HDR de mauvaise qualité pullulent sur les forums spécialisés et beaucoup préfèrent l’enlever pour de bonnes raisons. Mais un HDR qui fonctionne très bien améliorera très nettement la scène finale affichée à l’écran.

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Quels jeux utilisent le ray tracing ?

Le pilote DirectX 12 Ultimate est basé sur le ray tracing et, grâce aux progrès réalisés par les fabricants de processeurs graphiques (GPU) en matière de matériel et de logiciel, le ray tracing a été intégré à de nombreux jeux tels que Battlefield V, Call of Duty: Modern Warfare, Control, Metro Exodus et Shadow of the Tomb Raider. Le ray tracing s’invite aussi dans des titres tels que Minecraft, Cyberpunk 2077, Vampire: The Masquerade - Bloodlines 2 et Watch Dogs: Legion.

Cyberpunk 2077 est le premier jeu à intégrer tous les éléments du ray tracing

Cyberpunk 2077 est le premier jeu à intégrer tous les éléments de la technologie ray tracing. Cela se traduit par une amélioration considérable de la qualité graphique et du réalisme des scènes.

Nous attendons avec impatience la sortie des jeux suivants : Atomic Heart, Avatar: Frontiers Of Pandora, Boundary, Dying: 1983, Elden Ring (la mise à jour ray tracing sortira après le jeu), Halo Infinite, Layers of Fears ou encore Forza Motorsport. La liste s’allongera de semaine en semaine et n’est donc pas exhaustive.

Le ray tracing fonctionne-t-il seulement avec les cartes Nvidia RTX ?

La gamme de cartes graphiques Nvidia RTX possède une unité de calcul dédiée pour le Ray Tracing. Les calculs astronomiques que requièrent cette technologie nécessitent des puces pour ce traitement uniquement. La méthode de calcul est aussi la clé d’un rendu ray tracing fluide en temps réel pour les jeux vidéo. Aujourd’hui, une douzaine de jeux seulement adoptent le ray tracing sur consoles et les rendus peinent à se hisser au niveau des PC gaming de moyenne gamme. On espère que les traitements software s’améliorent pour que les consoles actuelles puissent faire profiter les joueurs de cette technologie en attendant la prochaine génération de consoles.

Gamme TV LG OLED C2

Les différentes API (application tierce ou plugin) de ray tracing sont encore peu nombreuses mais il en existe quelques-unes. Chez AMD, seules les API citées sur leur site sont compatibles ray tracing. Mais à ce stade de développement certaines API ne sont pas citées alors que l’on peut néanmoins en bénéficier avec les cartes graphiques AMD RX 6000 ou 7000. Le temps devrait effacer les différences entre les deux marques et certains standards devraient s’imposer. 

L’avenir du ray tracing s’annonce radieux, tant et si bien que le path tracing est déjà en train de lui emboîter le pas. Sans être révolutionnaire ni récent, le principe de diffusion de la lumière dans un espace 3D requiert énormément de calculs et seules les cartes graphiques sorties ces 2 dernières années sont en mesure d’exploiter au mieux le potentiel de ce procédé. Ce progrès éclaire notre envie de voir ce que les développeurs et les artistes nous réservent en matière de spectacle et de jeux vidéo.


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