Безусловно, сотрудники Qualcomm рассказали очень много интересного во время анонса новейшей системы на кристалле Snapdragon 8 Gen 2, но больше всего внимания, несомненно, привлекла реализация поддержки трассировки лучей на смартфонах, которая должна существенно улучшить графику мобильных видеоигр. Пусть и с небольшим отставанием, но компания Qualcomm присоединилась к MediaTek с Dimensity 9200 и Samsung с Exynos 2200 в плане аппаратной поддержки данной технологии, открывая дверь в мир передовых графических эффектов. На фоне этой новости геймеры со всего мира могут задаться вполне логичным вопросом — с учётом флагманских смартфонов 2023 года, подавляющее большинство которых будет поддерживать эту технологию, можно ли ожидать, что мобильные видеоигры перестанут уступать консолям и ПК в плане графической составляющей, совершив настоящий прорыв?
Трассировка лучей может выглядеть по-разному
Для начала стоит сразу уточнить, что трассировка лучей — это графический термин, который охватывает довольно широкий спектр особенностей реализации данной технологии. Условно говоря, речь идёт о разных уровнях трассировки лучей, каждый из которых обладает своими графическими преимуществами и, что вполне ожидаемо, связанными с этим требованиями к производительности аппаратной базы. Соответственно, тот факт, что смартфоны теперь поддерживаю трассировку лучей, вовсе не означает, что игры на этой платформе будут выглядеть точно так же, как на ПК или консолях.
Кроме того, в конечном итоге многое сводится к тому, может ли мобильная платформа визуализировать всю сцену с учётом весьма требовательной к производительности железа трассировки лучей или всё же она будет использовать гибридное решение, которое использует технологию трассировки лучей только для некоторых визуальных эффектов. Учитывая, что современные ПК и консоли, которые, естественно, обладают куда большей производительностью, используют гибридный подход, можно смело ожидать аналогичной реализации и на смартфонах. В конечном итоге новые флагманы смогут демонстрировать то, как свет и отражения взаимодействуют с изогнутыми поверхностями вроде воды или стекла, а менее требовательные к железу технологии позволят повысить точность отбрасывания теней и отражений на некоторых поверхностях.
Можно с уверенностью заявить, что это будет выглядеть очень привлекательно, но нужно контролировать свои ожидания относительно того, для чего именно разработчики могут и будут использовать эту технологию. Например, мы немного знаем об архитектуре трассировки лучей, которая используется Qualcomm, что даёт нам некоторое представление о возможностях новой платформы. Данная архитектура ускоряет работу с базовыми блоками и пересечением лучей, которые являются основными строительными блоками трассировки лучей. Благодаря тому, что расчёт пересечения лучей производится на аппаратном уровне, а не на программном, весь процесс отнимает гораздо меньше времени.
При этом нужно понимать, что только компания Qualcomm на текущий момент в своей архитектуре трассировки лучей использует Bounding Volume Hierarchical — это метод, который применяется компаниями NVIDIA и AMD в своих высокопроизводительных графических процессорах нового поколения. Метод BVH на самом деле очень важен, потому что он используется для ускорения математических расчётов пересечения лучей путём поиска в группах полигонов необходимых элементов для сужения выборки вместо того, чтобы отбрасывать каждый луч по отдельности.
В результате можно ожидать, что реализация Qualcomm предложит куда более высокую частоту кадров и более сложную технологию трассировки лучей, но лишь при условии, что возможности архитектуры в области обработки трассировки лучей не упрутся в возможности самой ARM. Более того, есть и другие аспекты, связанные с технологией трассировки лучей, вроде шумоподавления или управления памятью, которые тоже можно настроить для существенного повышения производительности. Пока что сложно сказать, насколько далеко Qualcomm и ARM продвинулись в вопросе оптимизации своего графического чипа в этом направлении.
Если говорить о реальных цифрах, то сотрудники Oppo заявляют о 5-кратном ускорении своего движка PhsyRay за счёт перехода от программного расчёта к аппаратному на базе Snapdragon 8 Gen 2. Также в AMR заявили, что им удалось добиться 3-кратного ускорения при работе со своим графическим процессором Immortalis G715 при использовании аппаратных вычислений вместо программных. Проблема лишь в том, что ни одно из этих заявлений не говорит нам о том, какую реальную производительность получит конечный пользователь и какие графические возможности будут реализованы на деле.
В Qualcomm отмечают, что их флагманский чип поддерживает отражения, тени и глобальное освещение — это ключевые технологии для создания весьма качественных эффектов на основе трассировки лучей. Да и в ARM заявили, что используют гибридную растеризацию, которая позволяет существенно улучшить освещение, тени и отражения. Проблема лишь в том, что наслоение этих функций требует от платформы всё большей и большей вычислительной мощности. Пока что сложно оценить то, насколько далеко зашли в этом вопросе новые системы на кристалле для смартфонов, да и вопрос частоты кадров тоже остаётся без ответа.
Трассировка лучей на смартфонах не будет масштабироваться так, как на консолях
Хотя нам придётся ещё подождать и посмотреть на то, что на самом деле продемонстрируют новые мобильные видеоигры, уже сейчас можно с уверенностью заявить, что чип смартфона, который рассчитан на графическую производительность менее 5 Вт, невозможно масштабировать до уровня производительности игровой консоли. И уж тем более до уровня видеокарты в ПК. Для примера — новая видеокарта NVIDIA под названием RTX 4080 потребляет 320 Вт, тогда как Playstation 5 и Xbox Series X потребляют примерно 200 Вт каждая. Исходя из этого не может быть и речи о трассировке лучей на смартфоне с высоким разрешением изображения и высокими настройками графики.
На текущий момент самые точные реальные данные в этом вопросе предоставила компания Oppo в ходе своего выступления на мероприятии Snapdragon Tech Summit — там сотрудники бренда детально рассказали о производительности своего движка PhysRay. Специалисты компании заявили, что им удалось добиться стабильной частоты кадров в 60 FPS при довольно скромном разрешении в 720р в течение тридцати минут на платформе Snapdragon 8 Gen 2. Конечно, звучит достаточно неплохо, но сразу стоит обратить своё внимание на компромиссы, с которыми будущим мобильным устройствам придётся смириться в отношении частоты кадров и разрешения при использовании трассировки лучей. И это не говоря уже о том, что устойчивая производительность тоже будет проблемой, ведь у смартфонов довольно ограниченное охлаждение из-за особенностей форм-фактора.
На том же мероприятии компания Qualcomm показала практическую демонстрацию технологии — разработчики представили короткую анимацию, а у посетителей саммита была возможность включать и отключать трассировку лучей. Благодаря этой демонстрации было легко заметить разницу в освещении и отражениях — даже днём и ночью. Проблема лишь в том, что настраивать камеру или перемещаться в пространстве демонстрация не позволила, так что оценить реальную производительность просто невозможно. С другой стороны, небольшим дисплеям смартфонов совершенно не нужны сверхвысокие разрешения и прочие тонкости настроек графической составляющей, чтобы игры на них смотрелись великолепно. Видеоигры, запущенные в разрешении 720р на 60 FPS или 1080р на 30 FPS, с более продвинутым освещением и отражениями будут выглядеть значительно лучше того, что сейчас может предоставить рынок мобильных развлечений.
Видеоигр с поддержкой технологии просто нет
В своих официальных заявлениях сотрудники MediaTek и Qualcomm сообщили, что первая мобильная игра, которая будет поддерживать трассировку лучей, появится в первой половине 2023 года. Как раз к тому моменту, когда смартфоны с аппаратной поддержкой технологии попадут в руки потребителей. Но одна игра — даже не капля в море. Пройдёт ещё очень много времени, вероятно, речь о паре-тройке лет, прежде чем трассировка лучей станет действительно популярной на мобильной платформе.
Это тесно связано с тем, что видеоигры должны приносить прибыль, а это значит, что они обязаны быть привлекательными для массового рынка — никто не будет создавать подобные проекты для нескольких смартфонов. Соответственно, хотя поддержка трассировки лучей является отличным бесплатным маркетингом при продвижении новых видеоигр, ведь можно заявить, что это первый проект на рынке и всё в таком духе, на самом деле реализация трассировки лучей будет второстепенной задачей для большинства разработчиков. По крайней мере до тех пор, пока аппаратное обеспечение с поддержкой технологии не станет более массовым явлением на рынке. Аналогичная ситуация наблюдалась с рынком консольных и компьютерных игр, например.
С другой стороны, сотрудники MediaTek отмечают, что многие крупные китайские игровые студии уже активно работают над поддержкой трассировки лучей в будущем. Более того, в списке партнёров Qualcomm можно заметить китайских игровых гигантов Tencent и Netease Games, так что есть ощущение, что на рынке Поднебесной поддержка функции появится раньше, чем в других регионах мира. Впрочем, в ближайшие годы видеоигр с поддержкой новых технологий точно станет больше, они будут предоставлять геймерам более продвинутые отражения и освещения на тех смартфонах, которые поддерживают трассировку лучей. Кроме того, технология рейтрейсинга посредством Vulkan API означает, что в ближайшем будущем будет всё больше кроссплатформенных портов. В долгосрочной перспективе геймерам точно есть на что надеяться.
Стоит ли сейчас покупать флагман для трассировки лучей?
Надеюсь, эта статья убедила вас — ответ нет. Вам действительно не стоит спешить с покупкой нового смартфона только потому, что он поддерживает улучшенную графику с трассировкой лучей. Мы ещё даже не видели первую мобильную игру, которая поддерживает эту технологию, так что пользователям некуда торопиться — первый релиз состоится лишь в следующем году (если его не перенесут). Более того, честно говоря, вам лучше даже подождать, пока графические процессоры с трассировкой лучей второго поколения сгладят все недостатки и повысят производительность до приемлемого уровня.
Однако если вы в ближайшее время планируете покупать новый смартфон, а игры для вас являются главным приоритетом, вероятно, стоит подождать начало 2023 года, чтобы купить себе флагман с поддержкой трассировки лучей. Он позволит получить необходимое аппаратное обеспечение с запасом прочности на будущее.
