Quanto è mozzafiato Metro Exodus con l'effetto ray tracing di Nvidia? - analisi tecnica
E le sfide che gli sviluppatori dovranno affrontare per utilizzare la nuovissima tecnologia RTX.
Nvidia ha mostrato un gran numero di titoli dotati di supporto al ray tracing durante l'evento di lancio di GeForce RTX ma è stato il Metro Exodus di 4A Games, assieme al Battlefield 5 di DICE, quello che ci ha impressionato di più grazie alla sua implementazione di questa nuova tecnologia. Paragonando, infatti, la stessa scena con RTX attivo o spento sul nuovo titolo di 4A si può avere una chiara idea delle sfide e delle opportunità offerte dal nuovo hardware di Nvidia. Allo stato attuale, sembra che saremo costretti a scegliere tra la nuova tecnologia di ray tracing con il suo notevole realismo, a discapito delle prestazioni e le più consolidate e conosciute tecniche di illuminazione che, però, garantiscono maggiore fluidità. Quale delle due prevarrà?
Prima di tutto, è importante ricordare che i core RT all'interno della tecnologia di Turing non sono abbastanza potenti da fornire una completa soluzione di rendering dotata di ray-tracing: la potenza di elaborazione è limitata, quindi la tecnologia è effettivamente un nuovo strumento nella toolbox dello sviluppatore e il risultato finale è una combinazione ibrida di ray tracing e rasterizzazione standard. DICE utilizza gli RT core per creare riflessi meravigliosi mentre l'approccio di 4A è molto, molto diverso. A causa del suo mondo post-apocalittico, infatti, le principali fonti di luce sono il Sole e la Luna, perciò gli RT core vengono utilizzati per creare un'illuminazione globale diffusa. In definitiva, il ray tracing è il diretto sostituto dei sistemi di illuminazione standard utilizzati per i giochi.
La luce si propaga in modo credibile sul vasto territorio open-world proposto dal gioco offrendo scene davvero mozzafiato ma, probabilmente, le interazioni di luce più impressionanti avvengono all'interno degli edifici. Queste ultime sono state presentate efficacemente da 4A nella demo mostrata sul palco in cui si vede la luce entrare dalle finestre e diffondersi in tutta la stanza. Oltre a questo ovvio momento "wow", il ray tracing offre un'illuminazione di rimbalzo straordinariamente precisa, in cui il colore di certi oggetti può addirittura essere proiettato su altre parti dello scenario. E dove c'è luce, c'è anche ombra, con la soluzione GI che produce un'occlusione ambientale davvero efficace.
Il tutto, messo a confronto con l'illuminazione standard del gioco, ci può dare un'anteprima di quello che sarà, probabilmente il futuro dei videogiochi. In relazione agli standard dell'hardware di rendering odierno, le tecniche di illuminazione non-RT di 4A non sono seconde a nessuno e, dato che siamo abituati a questi metodi, non ci rendiamo conto dei 'trucchetti' utilizzati per rendere il tutto credibile. Con il ray tracing attivo, invece, l'esperienza guadagna una dimensione tutta nuova: gli effetti luminosi standard possono ricreare un ambiente credibile ma non sono sufficienti a riprodurre aspetti come gli effetti della luce direzionale. Nella scena con il ray tracing attivo, infatti, è possibile notare alcuni piccoli rimbalzi di luce che non avremmo potuto ottenere utilizzando le tecniche di renderizzazione standard, nemmeno con l'ambient occlusion basata sui voxel (come il VXAO di Nvidia).
Ovviamente, però, proprio come per gli altri titoli che supportano il ray tracing, c'è un prezzo da pagare ed è l'aspetto più controverso della proposta delle RTX, al momento. Sul top di gamma, la RTX 2080 Ti, 4A punta a raggiungere i 60fps con la risoluzione a 1080p e, nonostante la build primitiva mostrata alla Gamescom operava per la maggior parte del tempo in una forbice compresa tra i 50 e i 60 fps, occasionalmente potevano anche esserci dei cali. Il gioco è ancora in fase di sviluppo e, probabilmente, saranno aggiunte numerose ottimizzazioni ma se pensiamo che su una scheda con tecniche di rasterizzazione standard è possibile raggiungere un frame-rate molto più alto anche in risoluzione 4K, tornare ai 1080p su una GPU da oltre 1000€ potrebbe essere difficile da digerire. Oltre a questo va considerato che la RTX 2080 e la RTX 2070 saranno molto meno potenti della mostruosa ti, perciò viene da chiedersi: “in che misura il ray tracing funzionerà bene sulle altre GPU?”
Ci sono alcune ottimizzazioni già in atto. Dopo la nostra conversazione con il programmatore di 4A, Ben Archard, abbiamo scoperto che la soluzione di ray tracing dello studio si basa sul concetto di dipingere ogni pixel sullo schermo con i risultati di tre raggi di luce proiettati, roba ambiziosa, anche a 1080p. Per garantire al tutto una maggiore stabilità, questi risultati sono distorti su più fotogrammi, con il conteggio del campione regolato in base alla distanza dalla telecamera (un oggetto lontano, a distanza, richiede meno raggi proiettati rispetto a un oggetto che è molto più vicino). 4A, inoltre, ha preso le dovute precauzioni per mantenere i carichi di elaborazione su livelli ragionevoli: sparare i raggi attraverso le foglie in una vegetazione traslucida potrebbe essere la via più accurata per procedere ma il risultato visibile non porterebbe risultati tali da giustificare questo tipo di approccio.
Come dimostrano i confronti testa a testa nel nostro video principale, incluso in questo articolo, ci sono due aspetti fondamentali da tenere in considerazione: prima di tutto, senza ray tracing, Metro Exodus è un gioco straordinario, creato da uno sviluppatore estremamente talentuoso che ha messo il meglio di sé in questo gioco, offrendo risultati davvero impressionanti in un momento in cui l'attuale generazione di hardware sta raggiungendo il suo punto di maturazione. Tutte quelle tecniche di illuminazione descritte dal CEO di Nvidia Jen-Hsun Huang alla Gamescom come inesatte o false, sono tutte qui ma sono implementate in modo estremamente efficace e il gioco appare assolutamente fantastico. C'è, quindi, un motivo per preferire il ray tracing? Vale la pena spendere la cifra richiesta per averlo? Al di là della "correttezza" alcune scene sembrano essere state portate a un nuovo livello, per quanto riguarda l'illuminazione. Le dimostrazioni in time-lapse di 4A, viste nel video principale di questa pagina, mostrano quanto straordinaria possa essere un'illuminazione globale accurata e in tempo reale. Dal nostro punto di vista, questa è una visione davvero entusiasmante del potenziale futuro della grafica per i videogiochi ma, al momento, è chiaro che si tratti di un'implementazione di prima generazione.
E per migliorare le prestazioni? Beh, al di là delle inevitabili ottimizzazioni per il lancio del gioco, ci sono diverse vie che possono essere intraprese. La domanda è: “fino a che punto 4A ha il tempo e le risorse per implementarle? Saranno adatte per l'estetica unica di Metro Exodus?”. Con la demo per il ray tracing chiamata Star Wars Reflections abbiamo visto la RTX 2080 non-ti usare la tecnologia DLSS di Nvidia per portare un framebuffer al di sotto dei 1080p fino ad un output a 1440p utilizzando i tensor core di Turing.
In teoria, la stessa tecnologia potrebbe funzionare per Metro ma resta da chiedersi se questo non possa compromettere i dettagli estremamente minuziosi da sempre marchio di fabbrica della serie. Come abbiamo potuto vedere, il gioco in 4K su Xbox One X rende meglio giustizia al meraviglioso comparto artistico di 4A Games. In una discussione separata con DICE su Battlefield 5, si è parlato di disaccoppiare la risoluzione del ray tracing dal conteggio dei pixel del resto dell'immagine ma la tecnica usata da 4A per Exodus sembra fare affidamento sulla mappatura di quei tre raggi proiettati su ciascun pixel nativo. Chiaramente ci saranno delle sfide da affrontare prima di poter esplorare il pieno potenziale della tecnologia RT assicurandosi, allo stesso tempo, che gli utenti ricevano la risoluzione e il frame-rate che si aspettano da schede di alta fascia.
Naturalmente stiamo parlando di aggiungere feature RT ad un gioco che, anche senza di esse, appare meraviglioso su tutte le piattaforme per cui è previsto. Abbiamo avuto modo di provare una build non-RTX alla Gamescom che è stata davvero impressionante dal punto di vista tecnico, quasi ai livelli di Crysis, con obiettivi precisi ma con un percorso molto ampio da esplorare, prima di raggiungerli. È stata un'esperienza diversa rispetto al livello più aperto mostrato in precedenza all'E3 ma consolida la sensazione che si tratti di un gioco con una quantità enorme di contenuti da offrire e non vediamo l'ora di poter giocare al titolo finito (con o senza ray tracing) quando Metro Exodus finalmente arriverà nei negozi, nel febbraio 2019.