Battlefield V : Ray Tracing en temps réel

DICE a toujours créé des expériences très réalistes au gameplay extraordinaire. Pour la toute première fois, le Ray Tracing en temps réel a été introduit dans un jeu Battlefield. Le directeur technique de DICE, Christian Holmquist, nous parle de cette technologie et de la manière dont elle permettra de créer des reflets réalistes et dynamiques dans Battlefield™ V sur PC.

Les lumières, ombres et reflets sont des effets visuels qu'il ne faut pas négliger lors de la création d'un jeu vidéo, quel qu'il soit. Ils servent à améliorer l'atmosphère des environnements dans lesquels sont plongés les joueurs, et permettent de déterminer la forme et la matière des objets en 3D.

Dans les jeux Battlefield , ces composants ont toujours permis d'ajouter une touche de réalisme au gameplay. Souvenez-vous de la manière dont ils accentuent le paysage dévasté et les ruines de Passchendaele, dans Battlefield™ 1.

Si les graphismes de Battlefield ont toujours été sublimes, DICE voulait repousser les limites créatives en s'aventurant au-delà des techniques de rastérisation traditionnelles.

"La rastérisation est le procédé qui permet à un ensemble de triangles représentant un modèle 3D d'être converti en pixels à l'écran", nous explique le directeur technique de DICE, Christian Holmquist.

Ces triangles possèdent des coins, qu'on appelle sommets, qui interagissent avec les autres sommets de ce modèle. La rastérisation identifie les pixels correspondant à chaque triangle dans cet affichage, puis détermine la couleur de chaque pixel lors de son apparition à l'écran.

Mais comme l'a soulevé Christian, "La rastérisation peut compliquer les interactions des objets entre eux, car chaque triangle doit détenir toutes les informations d'une scène pour pouvoir s'afficher correctement."

Cependant, une nouvelle technique pour créer des effets visuels réalistes a été mise au point avec le Ray Tracing en temps réel. Cette technique, associée aux films en images de synthèse, permet aux joueurs de profiter d'une fidélité graphique jamais atteinte auparavant.

Christian a décrit ce procédé comme : "Quelque chose que nous voulions depuis très longtemps. Nous sommes très doués pour créer des objets isolés et les rendre presque parfaits visuellement, mais c'est lors des interactions entre objets que le Ray Tracing nous sera très utile pour afficher les reflets, les ombres et la lumière globale."

Le Ray Tracing a le potentiel pour repousser les limites des reflets, de l'éclairage indirect, de l'occlusion ambiante et du Fresnel, la manière dont la lumière se reflète à différentes intensités selon les angles rasants.

"La première fois que nous avons intégré le Ray Tracing en temps réel dans nos cartes Fjord arctique et Rotterdam, le résultat a été exceptionnel", se rappelle Christian Holmquist, des étoiles dans les yeux.

Pour résumer, un algorithme calcule la trajectoire de la lumière selon différents points de vue, et simule la manière dont elle va interagir avec les objets 3D de la scène. Tandis que le rayon parcourt la scène, des informations de lumière et de couleur sont collectées pour chaque objet rencontré. Ces interactions sont ensuite combinées pour produire la couleur finale d'un pixel, qui sera affichée à l'écran.

Les surfaces planes comme les fenêtres, les véhicules, les chars, les lampadaires, les tuiles, les flaques ou les armes reflètent avec précision l'environnement qui les entoure.

Les reflets sur les objets 3D disposant de microstructures, de sous-structures, d'une surface rugueuse, ou qui sont concaves ou transparents, s'adaptent en conséquence. Comme ils le feraient dans la réalité, "les reflets sont présents, peu importe la position du joueur", ajoute Christian. "Même si la scène ou la surface est particulièrement complexe, le Ray Tracing produit toujours le bon résultat.

Si les reflets ne seront pas toujours parfaitement fidèles, les joueurs pourront apercevoir des particules se refléter sur la surface d'un véhicule si une explosion a lieu derrière eux, par exemple", remarque-t-il.

Avec la rastérisation, il n'est pas possible de refléter avec efficacité les objets hors de l'écran, ce qui constitue une limite de la technique actuelle de Screen Space Reflection (SSR). Celle-ci réutilise les données des pixels de l'écran pour calculer les reflets, un procédé souvent utilisé pour créer des reflets sur les sols humides ou les flaques. Pensez par exemple aux pistes de décollage humides de Battlefield™ 3, lorsque le lieutenant Jennifer Hawkins monte dans son F18, dans En chasse.

Mais en créant les reflets du jeu en temps réel, tout en prenant en compte les différentes sources de lumière et les matériaux réflecteurs, nous proposons une expérience bien plus réaliste et crédible. Comme l'a dit Christian, "Le monde de Battlefield V doit sembler le plus réel possible, point final."

Bien entendu, il y a quelques défis à relever. Christian nous explique : "La transparence et la translucidité compliquent le rendu, et c'est d'autant plus vrai avec le Ray Tracing. Les explosions, sont complexes, à cause du nombre de particules qui doivent être ajoutées en même temps à l'effet visuel." Ce n'est qu'une fois que ces effets sont intégrés que le rayon peut renvoyer la bonne évaluation de couleur, ce qui a demandé beaucoup de travail à l'équipe de rendu.

Après de nombreux efforts, nous avons réussi, et Christian a salué cette avancée dans le domaine du Ray Tracing en temps réel en la qualifiant ainsi : "C'est une de ces prouesses qui n'arrivent que tous les 10 ans, comme le bond technologique en matière de graphismes, des années 90, grâce à l'accélération matérielle pour les graphismes 3D."

Lorsqu'on l'interroge sur l'avenir du Ray Tracing, Christian nous répond : "Les joueurs profiteront d'interactions de bien meilleure qualité". Les scènes dynamiques disposeront de meilleurs reflets, de plus de détails, et le Ray Tracing sera utilisé pour les ombres, l'occlusion ambiante et l'éclairage global.

Cette architecture de Ray Tracing dernier cri combinée au travail incroyable de l'équipe de rendu, fera de Battlefield V sur PC l'un des jeux Battlefield les plus innovants de tous les temps. Christian ajoute : "Le Ray Tracing en temps réel est à l'origine de l'expérience la plus physique, la plus immersive et visuellement la plus impressionnante qui soit, et nous sommes fiers que Battlefield V soit le premier jeu à utiliser cette technologie. Nous avons collaboré avec NVIDIA pour offrir le Ray Tracing à nos fans, et nous avons la ferme intention d'améliorer et d'optimiser le DXR dans le temps."

Les joueurs peuvent désormais découvrir le Ray Tracing en temps réel dans Battlefield V avec les cartes graphiques NVIDIA GeForce RTX 20-series lors de la sortie mondiale de Battlefield V.

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