Co to path tracing i jak działa? Test path tracingu w grach

Procesor: Intel Core i5-14400F

Grafika: NVIDIA GeForce RTX 4060 Ti

Pamięć RAM: 32 GB

6 500,00 zł

G4M3R HERO i7-14700F/32GB/1TB/RTX4070S/W11x

★★★★★★ (810)

Procesor: Intel Core i7-14700F

Grafika: NVIDIA GeForce RTX 4070 Super

Pamięć RAM: 32 GB

8 700,00 zł

To technika, której zadaniem jest jak najwierniejsza symulacja światła i jej fizyki w wirtualnym środowisku. Path tracing – w przeciwieństwie do ray tracingu – oblicza z niezwykłą precyzją ścieżkę promieni świetlnych, które odbijają się w losowych kierunkach od powierzchni lub rozpraszają na nich. To wszystko po to, by idealnie odwzorować sposób, w jakich światło rozpraszałoby się w określonych scenariuszach.

Śledzenie ścieżek to koniec z „oszukiwaniem” – przyczynia się ono do wytworzenia naturalnie wyglądającej sceny. Takiej, która nie byłaby do utworzenia za pomocą prostych, tradycyjnych metod, polegających po prostu na wygenerowaniu sztucznego oświetlenia, niewiele mającego wspólnego z tym, jak reaguje ono w świecie rzeczywistym.

Path tracing w grach wymaga jeszcze optymalizacji i producenci, którzy sięgnęli po tę technikę, używają rozwiązań hybrydowych, które łączą PT lub RT z rasteryzacją, w celu poprawy wydajności. Powód jest prozaiczny: śledzenie ścieżek jest bardzo obciążającą sprzętowo opcją – jeszcze bardziej niż ray tracing.

Czym path tracing różni się od ray tracingu?

Jeśli śledzenie ścieżek to właściwie śledzenie promieni na sterydach, to skąd inna nazwa? Czym właściwie się różnią obie techniki? Path tracing różni się od ray tracingu tym, że generuje nawet tysiące promieni (na piksel) pochodzących od źródła światła, gdy ten zakres w tym drugim przypadku ogranicza się do absolutnego minimum, po czym śledzi je, gdy odbijają się, jak już wspomniałem, losowo w obrębie danej sceny.

I tu wychodzi na wierzch kolejna zasadnicza różnica. Path tracing nie podąża bowiem za każdym pojedynczym promieniem, bo wymagało to kuriozalnej mocy obliczeniowej. Cała magia tkwi w tym, że śledzi wyłącznie niezbędne próbki, bazując według algorytmu na najbardziej prawdopodobnej ścieżce, jaką obrałoby światło w określonej scenie.

To dwa różne podejścia, które podchodzą inaczej do podobnego problemu. Obie techniki mają też wspólne mianowniki: efekty bywają imponujące, ale równie imponująca jest ich zasobożerność. I z tego właśnie powodu ograniczają się one w grach tylko do określonych elementów wpływających na wygląd sceny, czyli np. oświetlenia (pośredniego lub bezpośredniego), cieni lub odbić.

Dowiedz się więcej o tym, czym jest ray tracing i jak działa:

Test path tracingu. Platforma testowa

PC (AMD Ryzen 5000 + GeForce RTX 4000)

Zotac GeForce RTX 4070 SUPER Twin Edge OC White Edition 12GB GDDR6

★★★★★★ (7)

Układ: GeForce RTX 4070 Super

Pamięć: 12 GB

Zotac GeForce RTX 4060 Twin Edge OC 8GB GDDR6

2 969,00 zł

★★★★★★ (1)

Układ: GeForce RTX 4060

Pamięć: 8 GB

Rodzaj pamięci: GDDR6

Zotac GeForce RTX 4070 Ti SUPER GAMING SOLID OC 16GB GDDR6X

1 499,00 zł

Testy odbywały się w optymalnych dla GeForce’a RTX 4070 rozdzielczościach oraz przynajmniej wysokich ustawieniach graficznych z włączonym DLSS w trybie jakości i z generatorem klatek (poza wykresami, które nie obejmują techniki skalowania i Frame Generation). Wyjątkiem jest Cyberpunk 2077 (optymalne ustawienia z tekstu: Jak zwiększyć fps w Cyberpunku 2077).

Test wydajności GeForce RTX w grach z path tracingiem. Jak wpływa na fps?

Jak już łatwo można było domyślić się z opisu path tracingu, jest to ustawienie, które zarzyna wydajność nawet na flagowych kartach graficznych. Jeszcze bardziej niż ray tracing – pozostaje pytanie, czy i tym razem zawrotna liczba klatek jest warta poświęcenia w imię piękna? Testowane były jedyne trzy duże gry z path tracingiem, jakie są na razie dostępne na rynku, tj:

Alan Wake 2 – 2560 x 1440 pikseli, najwyższe ustawienia graficzne, path tracing wyłącznie w najwyższym trybie jakości.
Black Myth: Wukong – 3440 x 1440 pikseli, najwyższe ustawienia graficzne (filmowe), path tracing w trzech dostępnych trybach jakości.
Cyberpunk 2077 – 2560 x 1440 pikseli, optymalne ustawienia graficzne, path tracing w jedynym możliwym trybie + ray tracing w niewiarygodnej (najwyższej) jakości.

Alan Wake 2

Alan Wake 2 oferuje bogate ustawienia path i ray tracingu. Skupiłem się jednak na najwyższych trybach jakości i już samo DLSS pozwala na sensowną płynność, którą generator klatek podbija niemal dwukrotnie. Jaka jest różnica w wydajności między śledzeniem ścieżek a promieni? Okazuje się, że nie tak duża. Osobiście AW2 to przypadek gry, w której nie warto rezygnować z bardziej zasobożernej techniki.

Black Myth: Wukong

Black Myth: Wukong to gra, która nie ma możliwości wyboru między path a ray tracingiem. Za to otrzymujesz dostęp do trzech poziomów jakości PT: bardzo wysokiego, średniego i słabego. Duży spadek wydajności odnotowałem jedynie w tym pierwszym – pozostałe nie są tak zabójcze dla fps. I różnica między ostatnimi dwoma ustawieniami jest też drobna. Na tyle, że aktywacja najniższego poziomu jakości mija się z celem, podobnie jak granie bez generatora klatek.

Rozdzielczość pozostała natywna, bo gra domyślnie nie pozwala zmienić rozdzielczości i wymaga to niepożądanego przez nikogo kombinowania.

black-myth-wukong-wyniki-wydajnosci-path-tracingu

wyniki wydajności trybów jakości path tracingu w black myth wukong

Cyberpunk 2077

Cyberpunk 2077 jest najstarszą, ale jednocześnie wyciskającą z path tracingu najwięcej spośród wszystkich testowanych tytułów (w grze nie ma różnych stopni jakości PT). I tu różnica między path a ray tracingiem jest już mocniej odczuwalna (ok. 15 fps), ale czy w grafice także, by ten spadek był uzasadniony? To się okaże!

Porównanie grafiki w grach z path tracingiem. Jak wpływa na oprawę wizualną?

Path tracing nie jest gwarantem takiego skoku jakościowego jak ray tracing w swoim czasie, ale mimo wszystko to godna ewolucja znanego rozwiązania. W wielu scenach wprowadza tylko subtelne zmiany, sprawiając, że oświetlenie, a więc i cieniowanie, jest naturalne, bliższe temu, jak prezentowałoby się w rzeczywistości. Czy to technika niezbędna w grze? Biorąc pod uwagę spadki wydajności, można się zastanowić, czy to, co widzisz na ekranie, jest tego warte. Sam oceń na poniższych przykładach.

Alan Wake 2

Alan Wake 2 nie jest zbyt przyjazną grą do wszelkiego rodzaju testów nie tylko przez problematyczny system zapisu, ale i lokacje, w których nie zawsze da się uchwycić różnice w grafice. Co ciekawe, zaskakująco niewielkie zmiany wprowadza ray tracing – dopiero po aktywacji oświetlenia pośredniego opartego na technice path tracingu korzyści widoczne są gołym okiem.

Spójrz przede wszystkim na wygląd kałuż na drodze albo karoserii radiowozu. Różnic w wybranej scenie jest więcej, ale to kwestia (nie)doświetlenia wybranych miejsc, a co za tym idzie – są one wręcz znikome, a więc mogą być uznane przez wielu graczy za kompletnie nieistotne.

włączony path tracing w alan wake 2 — Włączony path tracing

wyłączony path tracing i maksymalne ustawienia ray tracingu w alan wake 2 — Włączony ray tracing

wyłączony path i ray tracing w alan wake 2 — Wyłączony path i ray tracing

Black Myth: Wukong

Path tracing jeszcze mniejsze wrażenie robi w Wukongu, choć użycie techniki jest zauważalne w wyglądzie oświetlenie oraz tym, jak rzucane są cienie i światło. Tylko znowu: to delikatne zmiany, które mogą nie uzasadniać drastycznego spadku fps.

włączony średni path tracing w black myth wukong — Średni path tracing

włączony słaby path tracing w black myth wukong — Słaby path tracing

wyłączony path tracing w black myth wukong — Wyłączony path tracing

Cyberpunk 2077

No i wreszcie sztandarowy tytuł do testów path i ray tracingu, w którym o wiele łatwiej znajdziesz miejsca z widocznymi wyraźnie zmianami. Z tego względu pokusiłem się o więcej screenów porównawczych technik „śledzących”. Nie tylko w kontekście samego oświetlenia i cieniowania obiektów, ale także odbić, np. w zamkniętej lokacji.

path tracing off i rt ultra w cyberpunk 2077 w dogtown — Włączony ray tracing (poziom niewiarygodny)

path i ray tracing off w cyberpunk 2077 w dogtown — Wyłączony path i ray tracing

Night City za dnia

Impreza w Black Sapphire

cyberpunk 2077 z ray tracingiem na ultra na imprezie u kurta — Włączony ray tracing (poziom niewiarygodny)

cyberpunk 2077 z wyłączonym path i ray tracingiem na imprezie u kurta — Wyłączony path i ray tracing

Zamknięte pomieszczenie (odbicia)

path tracing włączony w cyberpunk 2077 odbicia — Włączony path tracing

włączony ray tracing w cyberpunk 2077 odbicia — Włączony ray tracing (poziom niewiarygodny)

wyłączony path i ray tracing w cyberpunk 2077 odbicia — Wyłączony path i ray tracing

Zamknięte pomieszczenie (oświetlenie)

włączony path tracing w cyberpunk 2077 w pomieszczeniu — Włączony path tracing

wyłączony path i włączony ray tracing w cyberpunk 2077 w pomieszczeniu — Włączony ray tracing (poziom niewiarygodny)

wyłączony path i ray tracing w cyberpunk 2077 w pomieszczeniu — Wyłączony path i ray tracing

★★★★★★ (0)

Układ: GeForce RTX 4070 Ti Super

Pamięć: 16 GB

Zotac GeForce RTX 4070 Ti SUPER Trinity Black Edition 16GB GDDR6X

3 999,00 zł

★★★★★★ (21)

Układ: GeForce RTX 4070 Ti Super

Pamięć: 16 GB

Zotac GeForce RTX 4080 SUPER AMP 16GB GDDR6X

3 999,00 zł

Jaka karta graficzna do path tracingu? Które GPU najlepsze do śledzenia ścieżek?

Path tracing to ulepszona wersja ray tracingu, więc potrzebujesz nie lada komputera, by udźwignąć grę z włączonym śledzeniem ścieżek. Najlepiej w tym scenariuszu spisują się karty graficzne GeForce RTX 4000. AMD i Intel dopiero gonią NVIDIĘ, która przyczyniła się do graficznej rewolucji i wdrożenia w gamingu ray i path tracingu.

Kluczowa jest też obsługa generatora klatek (Frame Generation), zarezerwowana u NVIDII wyłącznie dla modeli Ada Lovelace (i kolejnych generacji), która pozwala cieszyć oko PT i (względnie) wysokim klatkażem. Frame Generation obsługują wszystkie modele z rodziny GeForce RTX 4000, od RTX-a 4060, przez RTX-a 4070 (Ti) Super, aż do RTX-a 4090. Jeśli jednak chcesz grać z path tracingiem, zalecam inwestycję w wyższe modele (optymalnie RTX 4070 w górę).

Path tracing obsługują też starsze karty graficzne GeForce RTX oraz Radeony RX z serii RX 6000 i 7000 oraz Intel ARC. Jednak są one mniej godne polecenia, choć i ci producenci wdrożyli lub wdrażają odpowiednika generatora klatek (np. w AMD FSR 3). Sensowną alternatywą wydają się jeszcze RTX-y 3000, ale w ich przypadku musisz posiłkować „czerwoną” alternatywą ze względu na brak obsługi FG z DLSS 3.

Graj z path tracingiem na kartach Zotac GeForce RTX 4000

Chcesz grać z path tracingiem? Wybierz optymalny model z serii GeForce RTX 4000, który zagwarantuje najwyższą wydajność z DLSS 3 (generatorem klatek). Poznaj wybrane modele z oferty firmy Zotac:

Zotac GeForce RTX 4060 Ti Twin Edge OC White Edition 8 GB – model do grania w najpopularniejszej rozdzielczości (Full HD) z dwuwentylatorową konstrukcją i systemem chłodzenia IceStorm 2.0.
Zotac GeForce RTX 4070 SUPER Twin Edge OC White Edition 12 GB – idealny model do wyższego fps w 1080p albo przejścia poziom wyżej, czyli na 1440p. Karta, która zapewni w połączeniu z generatorem klatek (DLSS 3) niezłą wydajność w trybie path tracingu.
Zotac GeForce RTX 4070 Ti SUPER Trinity Black Edition 16 GB – GPU dla bardziej wymagających graczy, które pozwoli cieszyć się wyższą płynnością w 2560 x 1440 pikseli. Z DLSS 3 nawet path tracing jej niestraszny.
Zotac GeForce RTX 4070 Ti SUPER GAMING SOLID OC 16 GB – ta sama karta, ale z innym, schludnie i zarazem masywnie wyglądającym chłodzeniem. Zotac postawił w tym modelu na większe wentylatory oraz wzmocnioną konstrukcję, która utrzyma podczas wymagającego gamingu (a takim jest tryb path tracingu) niższe temperatury.
Zotac GeForce RTX 4080 SUPER Trinity Black Edition 16 GB – jedno z topowych GPU z rodziny NVIDIA Ada Lovelace, które zapewni płynne granie w rozdzielczości 4K z DLSS 3 i path tracingiem.

★★★★★★ (0)

Układ: GeForce RTX 4080 Super

Pamięć: 16 GB

G4M3R HERO PLUS i7-14700KF/32GB/2TB/RTX4070TiS/W11x

Złącza: HDMI - 1 szt.

5 099,00 zł

Czy warto włączyć path tracing?

Jeśli zależy Ci na jak najwyższej jakości grafiki, a Twój komputer pozwala aktywować path tracing bez większych kompromisów, to tak – zdecydowanie warto. Przy czym różnica między path a ray tracingiem jest mniejsza niż między ray tracingiem a rasteryzacją.

★★★★★★ (189)

Procesor: Intel Core i7-14700KF

Grafika: NVIDIA GeForce RTX 4070 Ti Super

Pamięć RAM: 32 GB

10 300,00 zł

G4M3R ELITE i7-14700KF/64GB/2TB/RTX4080S/W11x

★★★★★★ (39)