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PS5, Xbox Series X : Qu'est-ce que le ray tracing, raytracing ?

PS5, Xbox Series X : Qu'est-ce que le ray tracing, raytracing ?
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Depuis quelques jours, vous devez souvent lire ce terme, ray tracing, sans forcément savoir de quoi il s'agit. Dans cet article, nous verrons ce qu'est cette technologie intégrée aux GPU de la PS5 et de la Xbox Series X.

PS5, Xbox Series X : Qu'est-ce que le ray tracing, raytracing ?

Chaque génération a des features clé, des avancées technologiques qui font jolie sur le papier et qui vont potentiellement donner envie aux joueurs de sauter le pas de la nouvelle génération. En ce qui concerne la PS5 et Xbox Series X, les mots d'ordre sont : SSD et ray tracing. Si le premier terme devrait parler à tout le monde, ça n'est peut-être pas le cas du second, mais pas de panique, nous sommes justement là pour vous expliquer, dans les grandes lignes, en quoi ça consiste.

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Qu'est-ce que le ray tracing ?

Le concept de ray tracing, ou de lancer de rayons dans la langue de Molière, ne date pas d'hier et cette méthode de rendu de la lumière est déjà utilisée au cinéma, dans les films chargés en décors pré-calculés par exemple, et depuis peu sur des jeux en temps réel grâce aux dernières cartes graphiques Nvidia RTX, notamment. Présenté pour la première fois en 1968 par Arthur Appel, l'algorithme du ray tracing repose sur le principe physique de Fermat, décrit comme ceci sur Wikipédia :

  • La lumière se propage d'un point à un autre sur des trajectoires telles que la durée du parcours soit localement minimale (localement signifiant : pour une trajectoire « petite »).

Concrètement, il permet d'afficher les réflexions et la réfraction en retraçant le parcours inverse de la lumière. De base, les sources lumineuses font le chemin d'un paysage (par exemple) à notre oeil : le ray-tracing va quant à lui permettre de lancer un rayon pour chaque pixel affiché, depuis le point de vue (dans le domaine qui nous intéresse, il s'agira de la caméra).

Chaque rayon se cogne sur l'objet le plus proche et une fois le point d'impact atteint, de nouveaux rayons sont alors envoyés aux sources lumineuses de la scène. En prenant en compte la nature de l'objet touché par le jet de rayons (matière, forme, etc), mais aussi les reflets et distorsions de la scène, la couleur du pixel va être déterminée, permettant ainsi des rendus très proches du photo-réalisme. Les développeurs vont alors davantage se concentrer sur les textures et les lumières indirectes.

Il s'agit d'un procédé de traitement de l'image très lourd en ressources, et son usage dans les jeux vidéo et donc l'application du ray tracing en temps réel n'est que toute récente.

Un schéma plutôt simple illustrant le principe du ray-tracing. - Millenium
Un schéma plutôt simple illustrant le principe du ray-tracing.

Le meilleur exemple concret que l'on puisse vous donner reste encore ces vidéos de démonstration des dernières cartes graphiques Nvidia. Pour rappel, cela n'a l'air de rien, mais le fait que le ray-tracing soit rendu en temps réel est particulièrement impressionnant étant donné la lourdeur du processus qui était jusqu'à il y a peu, rappelons-le, réservé aux décors pré-calculés (comme dans les films Pixar par exemple, précurseurs en la matière).

Quelque chose devrait alors vous interpeller : si les cartes Nvidia de dernière génération sont pour le moment le seul moyen d'accéder à du ray tracing en jeu, comment la PS5 et la Xbox Scarlett seront-elles capables d'utiliser cette technologie encore hors de portée du très grand public, de par le budget qu'elle requiert ? La réponse est peut-être à chercher du côté de Crytek et de la démo Neon Noir, rendant la technologie disponible à tous, pour peu que votre carte graphique prenne en charge les API DirectX12 ou Vulkan.

Le tour de magie que vous pouvez voir dans la vidéo ci-dessous est rendu possible grâce à une version modifiée du moteur Crytek 5. Le ray tracing "pour tous" pourrait donc déjà être une réalité, si AMD et Nvidia sortaient des pilotes compatibles avec ce que propose Crytek. En tout cas, cela veut également dire qu'il n'y a plus forcément besoin d'un GPU hors de prix pour afficher du ray-tracing et donc que la next-gen ne verrait pas forcément son tarif gonflé par l'implémentation de cette technologie.

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Bastien DL
Lloyd  - Chef de projet éditorial

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