Трассировка лучей — это способ расчёта освещения, при котором движок пускает виртуальные лучи от источника света или от камеры и считает, как они сталкиваются с объектами в сцене. Луч отражается, преломляется, поглощается, частично рассеивается — и в зависимости от этого формируется цвет конкретного пикселя на экране.
До её появления освещение в играх почти всегда готовили вручную. Художники расставляли источники света, а движок заранее просчитывал карты освещения — так называемые запечённые текстуры. Такой подход дешёвый по нагрузке, но статичный: если объект сдвинулся, свет на нём не изменится. Отражения имитировали через экранное отражение, которое работает только в пределах видимой части кадра. Стоило предмету уйти за край экрана — и его отражение исчезало.
Трассировка считает физику света каждый кадр заново, поэтому отражения в лужах, витринах и полированных полах выглядят правдоподобно, тени становятся мягкими и корректными, а свет от цветных источников смешивается естественно. Отдельные игры идут дальше и используют трассировку пути — самый тяжёлый вариант, где лучей просчитывается в разы больше.
«Трассировка лучей — это не просто „стало красивее“. Это другой принцип расчёта света: она снимает с художников ручную работу по расстановке освещения, но перекладывает нагрузку на видеокарту. Поэтому на картах среднего уровня без апскейлинга её включать почти всегда означает просадку ниже комфортных значений», — отмечает инженер по графике, работающий с игровыми движками.
Каждый луч — это вычисление пересечения с геометрией сцены. На один кадр в разрешении 1440p могут приходиться миллионы таких расчётов, и обычные вычислительные блоки видеокарты с этой задачей справляются медленно. Производители добавили в чипы отдельные блоки ускорения трассировки: у NVIDIA они появились в архитектуре Turing в 2018 году, у AMD — в RDNA 2, у Intel — в видеокартах Arc. Без таких блоков трассировка либо недоступна, либо работает крайне медленно.
Просадка частоты кадров зависит от разрешения, количества включённых эффектов и конкретной сцены. В лёгких случаях падение составляет 25–35 %, в тяжёлых — 50 % и больше. Полноценная трассировка пути вроде режима Overdrive в Cyberpunk 2077 способна снизить fps в два-три раза относительно обычного рендера: там пересчитывается практически всё освещение.
Особенность в том, что нагрузка распределяется неравномерно. В спокойной сцене с парой источников света всё выглядит терпимо, но стоит камере попасть в помещение со стеклом, водой и десятком ламп — и частота кадров проседает заметно. Именно поэтому в настройках почти всегда предлагают включать трассировку вместе с апскейлингом: он компенсирует потери производительности.
«Практика простая: сначала выставляется целевая частота кадров, потом под неё подбирается разрешение и апскейлер, и только затем включается трассировка. Если делать наоборот, пользователь получает красивую картинку, в которую неприятно играть», — говорит специалист по тестированию игрового железа.
DLSS (Deep Learning Super Sampling) — технология NVIDIA, которая позволяет игре рендерить кадр в пониженном разрешении, а затем восстанавливать его до разрешения монитора с помощью нейросети. Работает она на тензорных ядрах, которые есть только в видеокартах GeForce RTX.
Апскейлер получает не только сам кадр низкого разрешения, но и данные о движении объектов, глубину сцены и предыдущие кадры. Это называется временным апскейлингом: чем больше информации о том, куда что движется, тем аккуратнее восстанавливаются мелкие детали. С версии DLSS 2 нейросеть не нужно обучать под каждую игру отдельно, поэтому технология быстро появилась в сотнях проектов.
Дальше технология расширялась. DLSS 3 добавила генерацию кадров: между двумя реальными кадрами вставляется промежуточный, рассчитанный нейросетью. DLSS 3.5 принесла реконструкцию лучей — она улучшает качество трассированных отражений и теней, убирая шум. DLSS 4 перешла на более продвинутую модель и получила многокадровую генерацию, которая вставляет сразу несколько промежуточных кадров. Часть улучшений доступна и на старых картах RTX, а вот многокадровая генерация требует нового поколения.
Важный нюанс: генерация кадров повышает плавность картинки, но не уменьшает задержку ввода. Более того, она добавляет небольшую задержку, поэтому в соревновательных шутерах её чаще отключают. В одиночных играх она почти не мешает.
FSR (FidelityFX Super Resolution) — открытая технология масштабирования от AMD, которая работает не только на видеокартах Radeon, но и на моделях NVIDIA и Intel. Именно этим она и ценна: производители игр могут добавить её без привязки к конкретному железу.
Первая версия использовала пространственное масштабирование: алгоритм анализировал один кадр и достраивал его, не имея данных о движении. Работало это быстро и на чём угодно, но картинка получалась мягкой, с шумами и артефактами на мелких деталях. FSR 2 перешла на временной принцип с использованием данных о движении и глубины, и качество заметно выросло. FSR 3 добавила собственную генерацию кадров, причём она поддерживается и на видеокартах предыдущих поколений, включая модели NVIDIA прошлых лет. Самая свежая версия опирается на машинное обучение и работает только на актуальных чипах AMD.
Главные различия — в аппаратной базе и охвате. DLSS завязана на тензорные ядра NVIDIA, поэтому доступна только на RTX, зато обычно даёт более чистую картинку при сильном понижении разрешения. FSR не требует специальных блоков, поэтому запускается почти везде, но при агрессивных режимах Quality и Performance детализация падает быстрее. У Intel есть свой вариант — XeSS, который на видеокартах Arc использует отдельные вычислительные блоки, а на чужом железе переключается на упрощённый режим.
Ответ зависит от того, что важнее в конкретном случае. В сюжетных проектах с упором на атмосферу — хоррорах, детективах, играх в открытом мире с большим количеством воды, стекла и неонового света — трассировка меняет восприятие картинки очень сильно. В соревновательных шутерах и киберспортивных дисциплинах стабильные 144 кадра в секунду важнее отражений в луже, поэтому там её обычно отключают.
Стоит учитывать и качество реализации. В части проектов трассировка добавлена формально: разница с обычным освещением почти не видна, а производительность падает заметно. Полезно посмотреть сравнения на скриншотах для конкретной игры, прежде чем делать выводы.
Отдельный момент — разрешение. В 1080p трассировка грузит процессор и видеокарту относительно сильнее, чем в 1440p и 4K, где большую часть работы забирает сам рендер. Так что включать её стоит в связке с апскейлером: DLSS или FSR возвращают часть потерянных кадров, а визуальная разница между ними и нативным рендером часто малозаметна.
Если трассировка и апскейлинг в приоритете, при выборе конфигурации стоит смотреть на несколько параметров, а не только на название видеокарты.
Баланс важнее максимальной цифры в одной характеристике. Сборка, где видеокарта заметно сильнее процессора, в играх с трассировкой всё равно упрётся в вычисления на стороне CPU, а лишняя память не поможет, если не хватает производительности самого чипа. Разумнее выбирать конфигурацию под конкретное разрешение и список игр, в которые планируется играть.
Итог простой: трассировка лучей отвечает за реалистичный свет и отражения, DLSS и FSR — за производительность при высоком разрешении. Первая без второго работает только на топовом железе, а связка из апскейлера и грамотно подобранной конфигурации позволяет получить и красивую картинку, и комфортную частоту кадров.
