NVIDIA RTX Remix: nástroj pre vylepšenie grafiky starých hier vo Windows

NVIDIA v januári sprístupnila v otvorenej bete svoju platformu RTX Remix, ktorá umožňuje jednoduchšie vylepšovanie grafiky starých hier, vrátane pridania technológií ako ray tracing alebo DLSS. Pozrieme sa teda na stručné zhrnutie toho, o čo vlastne ide, a ukážeme si aj niekoľko príkladov.
NVIDIA RTX Remix je platforma, ktorá umožňuje jednoduchšiu modifikáciu a vylepšovanie vizuálu starších hier. Zahŕňa to nielen aktualizáciu jednotlivých assetov (modelov, textúr a podobne), ale aj pridanie moderných technológií, ako je ray tracing/path tracing alebo DLSS. Na svoj chod využíva NVIDIA Omniverse, čo je kolaboratívna platforma pôvodne vytvorená najmä pre priemyselné využitie na tvorbu digitálnych kópií rôznych štruktúr a systémov. Začiatkom roka 2022 však bola sprístupnená aj jednotlivcom, na základe čoho začali rôzne spoločnosti vyvíjať nové nástroje a služby. V tejto súvislosti sa často stretávame s pojmami USD a Nucleus. O čo ide?

USD (Universal Scene Description)

= univerzálny formát súborov určený na uľahčenie práce naprieč rôznymi programami na tvorbu 3D obsahu. Obsahuje informácie o rozvrhnutí objektov v scéne (scene layout), o ich geometrii a materiáloch, o animáciách, virtuálnych kamerách a podobne; viac vysvetľuje aj video prezentácia Nvidie o USD. Tento formát vytvorila spoločnosť Pixar (štúdio špecializujúce sa na tvorbu animovaných filmov), ktorá ho v roku 2016 sprístupnila ako open source

Cieľom je, aby bolo možné bez problémov preniesť obsah vytvorený v programe zameranom na určitú oblasť (napr. Autodesk Maya, Autodesk 3ds Max, Blender, Adobe Substance 3D Painter, Unreal Engine, Unity) do iného programu na tvorbu obsahu pomocou aplikačného prepojenia (označovaného ako konektor), a to so zachovaním parametrov definovaných pri jeho vytvorení. Napríklad konektor pre Unreal Engine je dostupný už od roku 2020.

Nucleus = databázový systém, ktorý využíva platforma Omniverse a slúži ako centrálne cloudové úložisko dát. Vďaka nemu môže viac ľudí pracovať naraz s rovnakými súbormi, pričom každý vidí aktuálnu verziu v reálnom čase. Súčasťou je aj verzovanie súborov, ktoré umožňuje návrat k starším verziám, a správa prístupových práv na nastavenie rôznych úrovní oprávnení podľa požadovaného workflow.

Aké hry je možné vylepšiť pomocou RTX Remix?

Medzi základné predpoklady RTX Remix patrí, aby hra využívala rozhranie DirectX 8 alebo DirectX 9 a pracovala s objektmi pomocou metódy označovanej ako „fixed function pipeline“. Tituly, ktoré vyžadujú staršiu alebo naopak novšiu verziu DirectX, nemôžu platformu RTX Remix využiť (aspoň nie v aktuálnej verzii, keďže do budúcna sa to môže zmeniť).

V porovnaní so štandardnými úpravami kódu pri pridávaní nových technológií alebo zmene herných assetov tu modder nepotrebuje mať k dispozícii zdrojový kód hry, čo je veľká výhoda. Namiesto toho spustí hru, RTX Remix zjednodušene povedané oskenuje bežiaci herný svet a vytvorí konfiguračný súbor s informáciami o tom, čo sa má po spustení s týmto súborom zmeniť a ktoré assety sa majú nahradiť inými, ešte pred finálnym vykreslením a zobrazením na monitore.

Ide teda skôr o vytvorenie nového konfiguračného profilu hry, pri ktorom sa v rámci procesu vykresľovania vkladajú (injektujú) nové informácie. Výhodou tohto postupu je, že nedochádza k zmene funkčnosti herných mechanizmov, takže upravená verzia hry vytvorená v RTX Remix by nemala ovplyvňovať, čo sa v hre odohráva, aké údaje sa ukladajú alebo akým spôsobom sa hrá (pokiaľ samozrejme zmeny grafiky nemajú priamy vplyv na samotný gameplay — čo môže byť napríklad prípad inej intenzity osvetlenia lokácií, kde bolo pred RTX úpravami niečo viditeľnejšie alebo naopak menej viditeľné). Na vytvorenie kvalitnejších verzií textúr je možné využiť aj AI priamo v rámci RTX Remix, čo uľahčuje prácu.

V uplynulých mesiacoch sme sa v článkoch venovali dvom konkrétnym projektom využívajúcim RTX Remix. Prvým bolo vydanie už dokončeného remasteru Portal: Prelude RTX, ktorý vznikol v spolupráci s NVIDIOU (ide o neoficiálny prequel k prvému dielu Portalu, ktorého RTX verzia vyšla ešte o niečo skôr). Ďalej tu bolo oznámenie rozpracovaného komunitného remasteru Half-Life 2 RTX.

Spôsoby implementácie ray tracingu

Skôr než sa zameriame na modifikácie pomocou RTX Remix, pozastavíme sa pri samotnej technológii ray tracingu. Prvé grafické karty s hardvérovou podporou ray tracingu (RT) v reálnom čase boli postavené na architektúre GPU od NVIDIE s názvom Turing, ktorej prvé čipy boli predstavené v roku 2018 (GeForce RTX série 20), viď náš prehľad desktopových grafických čipov. Po ich uvedení sa postupne začali objavovať herné tituly s podporou RT, pričom spočiatku išlo o aktualizácie už vydaných hier, ktoré pridali RT napríklad len pre odrazy alebo tiene. To však nemalo výrazný vplyv na celkové vizuálne vylepšenie. Pri odrazoch sa navyše niekedy kvôli demonštrácii novej technológie preháňalo — pri kovovom brnení to môže pôsobiť efektne, ale pri materiáli na podlahe to môže byť rušivé.

Bola však len otázka času, kedy sa objavia tituly ponúkajúce ray tracing aj pre globálne osvetlenie (Global Illumination, RTGI), čo je práve ten prvok, ktorý dokáže výrazne ovplyvniť celkový vizuál. Príklady novších hier využívajúcich RTGI to dobre ilustrujú. Na vysvetlenie vplyvu RTGI výborne poslúži názorné a veľmi podrobné video od Digital Foundry zamerané na Metro Exodus Enhanced Edition. Zaujímavá je aj ukážka hry Zaklínač 3: Divoký hon po aplikácii Next Gen updatu, viď náš starší článok (platforma RTX Remix v týchto prípadoch použitá nebola):

V súvislosti s RTGI sa začal využívať aj path tracing, čo je iná metóda založená na princípe ray tracingu, pri ktorej majú svetelné zdroje, zjednodušene povedané, výraznejší vplyv na svoje okolie. Často sa pre ňu používa označenie „plný ray tracing“ (pozri vysvetlenie rozdielu v podaní Digital Foundry). Vplyv path tracingu je viditeľný nielen v moderných hrách ako Cyberpunk 2077 alebo Alan Wake 2, ale pre názornosť veľmi dobre poslúžia aj hry s jednoduchou grafikou, kde samotná zmena spôsobu globálneho osvetlenia ešte viac vynikne. Je to vidieť napríklad v ukážkach využitia path tracingu v modifikáciách hier Minecraft a Doom (platforma RTX Remix v týchto prípadoch použitá nebola):

Ďalej treba spomenúť, že podobný výsledok možno čiastočne dosiahnuť použitím post‑process efektu využívajúceho screen space shader (napr. pomocou ReShade), čo sa označuje ako SSRTGI. Výhodou takéhoto riešenia je jednoduchšia implementácia a nižšie nároky na výkon. Nevýhodou však je, že sa zohľadňuje len to, čo je práve viditeľné na obrazovke, a nie dáta nachádzajúce sa mimo nej. Výsledok preto nie je taký presný a zároveň dochádza k rôznym zvláštnym javom pri šírení svetla v závislosti od toho, pod akým uhlom sa na scénu pozeráme, ako je vidieť v názorných ukážkach v tomto videu: