Трассировка пути в играх: фотореалистичная картинка ценой производительности

Трассировка пути (path tracing) — самая продвинутая на сегодня технология игрового освещения — способна сделать картинку в играх фотореалистичной, но за это приходится платить катастрофическим падением производительности. Даже на флагманской NVIDIA RTX 5090 со 170 ядрами трассировки четвёртого поколения кадровая частота проседает до 24–36 к/с в 4K без генерации кадров. Для сколько-нибудь комфортной игры разработчики NVIDIA предлагают мультикадровую генерацию (Multi Frame Generation) из пакета DLSS 4, но она доступна только владельцам видеокарт RTX 50-й серии и привносит собственные проблемы — от визуальных артефактов до ощутимого роста задержки ввода (input lag).

Обе технологии отслеживают путь и направление световых лучей, но работают на разном уровне детализации. Классическая трассировка лучей (ray tracing) рассчитывает отражения и тени по заданным направлениям — это огромный шаг вперёд по сравнению со старым методом статических предрассчитанных карт окружения (cube maps), который десятилетиями использовался в играх. Трассировка пути идёт дальше: она симулирует дополнительные лучи с множественными отскоками, что даёт более сложные источники освещения и тени, неотличимые от реальных.

Расплата за реализм — вычислительная нагрузка. Обе технологии требуют мощной видеокарты, но трассировка пути нагружает железо кратно сильнее. На текущем поколении консолей (PS5 и Xbox Series X) ряд игр поддерживает трассировку лучей, однако трассировка пути для них недоступна. Возможно, ситуация изменится с приходом PS6 и Project Helix — кодового названия консоли Xbox следующего поколения.

Какие видеокарты поддерживают трассировку пути

На ПК технология доступна владельцам видеокарт NVIDIA GeForce RTX 30-й, 40-й и 50-й серий, а также AMD Radeon RX 7000 и 9000. Но запустить трассировку пути и получить играбельную частоту кадров в 4K — задачи принципиально разные. Для второй в небольшом числе поддерживающих технологию игр реально подходят только RTX 5090 и RTX 5080, причём даже на RTX 5090 (170 ядер трассировки четвёртого поколения, 32 ГБ памяти GDDR7) производительность легко падает до неиграбельных значений.

Список игр с поддержкой трассировки пути на ПК пока невелик: Resident Evil Requiem, Cyberpunk 2077, Alan Wake 2, Indiana Jones and the Great Circle и Doom: The Dark Ages.

Производительность на примере Resident Evil Requiem

Resident Evil Requiem — свежая витрина для трассировки пути. ПК остаётся единственной платформой, где можно включить эту технологию (версия для PS5 Pro поддерживает трассировку лучей при 60 к/с в режиме качества). Отражения выглядят детально и реалистично, но расплата в производительности жёсткая.

Ниже — замеры на RTX 5090, настройки «Ультра», 4K, трассировка пути, DLSS в режиме «Производительность»:

Без генерации кадров частота регулярно падает ниже 30 к/с, а задержка ввода достигает 138 мс — играть в таком режиме практически невозможно. Двукратный множитель даёт приемлемые 44–69 к/с с минимальной задержкой 56 мс. Тройной и четверной множители поднимают кадровую частоту выше, но вместе с ней растёт и задержка — управление геймпадом становится заметно менее отзывчивым.

Артефакты мультикадровой генерации

Помимо задержки, мультикадровая генерация в режимах x3 и x4 привносит визуальные артефакты. Наиболее заметный — мерцание внутриигрового текста на сгенерированных кадрах. На высоких множителях надписи на экране дрожат и теряют чёткость.

По субъективной оценке автора тестов, самым комфортным вариантом для прохождения Resident Evil Requiem оказался двукратный множитель генерации без трассировки пути: плавная картинка, низкая задержка, отсутствие артефактов. С трассировкой пути игра пройдена примерно на 35% времени, остальные 65% — с обычной трассировкой лучей.

Cyberpunk 2077: эталон трассировки пути

Cyberpunk 2077 остаётся главной демонстрацией трассировки пути благодаря обилию отражающих поверхностей в Night City. Сравнение стандартной трассировки лучей и трассировки пути показывает моментально заметную разницу: отражения в витринах, лужах и на металлических конструкциях приобретают естественную глубину и детализацию. Но и здесь для комфортной игры в 4K нужна видеокарта RTX 50-й серии с включённой генерацией кадров.

Кому нужна трассировка пути сегодня

На скриншотах технология выглядит впечатляюще. В движении, когда счёт идёт на доли секунды, эффект куда менее очевиден — а жертва в виде кадровой частоты и отзывчивости управления вполне реальна. Для игроков, предпочитающих 120 к/с и минимальную задержку, трассировка пути в текущем состоянии — компромисс не в их пользу.

Ситуация может измениться: NVIDIA уже анонсировала DLSS 4.5 с шестикратным множителем генерации и динамическим переключением между режимами для RTX 50-й серии. Но пока трассировка пути остаётся технологией для энтузиастов с топовым железом и готовностью мириться с побочными эффектами генерации кадров.