DICE è uno studio famoso per le straordinarie esperienze di gioco all'insegna del realismo. Ora, per la prima volta in assoluto, il Ray Tracing in tempo reale viene integrato in un titolo di Battlefield. Christian Holmquist, direttore tecnico di DICE, ci parla di come questa tecnologia consentirà di dare vita a riflessi estremamente realistici e dinamici per Battlefield™ V su PC.

Luci, ombre e riflessi sono effetti visivi essenziali per la progettazione di qualsiasi videogioco. Servono sia a migliorare l'atmosfera in cui i giocatori si ritrovano immersi, sia a riprodurre correttamente le forme e i materiali degli oggetti tridimensionali.

In tutta la serie di Battlefield , questi elementi hanno sempre aggiunto un livello di crudo realismo al gameplay. Basti pensare a come hanno aumentato l'effetto drammatico dello scenario devastato e ricolmo di macerie di Passchendaele in Battlefield 1.

Nonostante la grafica di Battlefield sia sempre stata contraddistinta da una qualità eccelsa, DICE ha cercato di compiere un altro passo in avanti dal punto di vista creativo oltrepassando i limiti delle tradizionali tecniche di rasterizzazione.

"La rasterizzazione è una procedura in cui una mesh di triangoli che compone il modello 3D di un oggetto viene convertita in pixel sullo schermo", spiega il direttore tecnico di DICE Christian Holmquist.

All'interno della mesh, i vertici dei triangoli interagiscono tra loro. Il rasterizzatore determina a quali pixel ogni triangolo si sovrappone dalla visuale attuale, e in base a questo valuta il colore di ogni pixel visualizzato sullo schermo.

"La rasterizzazione può complicare molto l'interazione tra i vari oggetti," continua Christian, "dal momento che ogni triangolo deve tenere conto della scena nella sua interezza per essere visualizzato correttamente".

Tuttavia, si è tentato di sviluppare un nuovo approccio relativo alla creazione di effetti grafici realistici tramite il Ray Tracing in tempo reale. Questa tecnica, che è caratteristica dei film con immagini generate al computer, consentirà ai giocatori di vivere un'esperienza di gioco contraddistinta da una fedeltà grafica senza precedenti.

"Si tratta di un qualcosa che abbiamo atteso per molto, molto tempo", dice Christian, trattenendo a stento l'emozione. "Siamo piuttosto bravi a creare singoli oggetti dall'aspetto praticamente perfetto, ma con il Ray Tracing possiamo finalmente farli interagire tra loro e migliorare enormemente i riflessi, le ombre e l'illuminazione globale".

Inoltre, il Ray Tracing ha tutto il potenziale per alzare l'asticella in fatto di riflessi, illuminazione indiretta, occlusione ambientale ed effetto Fresnel, che regola l'intensità delle luci in base all'angolazione.

"La prima volta che abbiamo implementato il Ray Tracing in tempo reale nelle nostre mappe Fiordo artico e Rotterdam, siamo rimasti sbalorditi!" dice Christian con entusiasmo.

In pratica, un algoritmo traccia la traiettoria del raggio di luce da molte angolazioni diverse, simulando il modo in cui interagisce con gli oggetti tridimensionali nella scena. Attraversando la scena, il raggio ricava informazioni su colore e illuminazione da tutti gli oggetti che incontra. Poi tutte queste interazioni vengono combinate per determinare il colore finale di un pixel, lo stesso che sarà visualizzato sullo schermo.

Il Ray Tracing applicato a superfici lisce come finestre, auto, carri armati, lampioni, tetti, pozzanghere e armi permette di riflettere con estrema precisione gli elementi ambientali circostanti.

Anche gli oggetti tridimensionali con microstrutture, sotto-strutture e superfici irregolari, oppure concavi o trasparenti, riflettono la luce in modo realistico. Christian aggiunge che, analogamente a quanto avviene nella realtà, "i riflessi vengono generati indipendentemente dal modo in cui si muovono i giocatori". "Per quanto una determinata scena o superficie possa essere complessa, il Ray Tracing fa in modo che il risultato sia sempre impeccabile".

"Anche quando i riflessi non sono perfettamente nitidi, i giocatori possono accorgersi di un'esplosione alle proprie spalle vedendola riflessa sulla superficie di un veicolo, per esempio", afferma.

La rasterizzazione non permette di riflettere correttamente gli oggetti fuori dallo schermo, e questo è un grosso limite con la tecnica Screen Space Reflection (SSR) tradizionale. È un sistema che calcola i riflessi riutilizzando i dati sui pixel della scena, soprattutto quando è necessario applicare riflessi minori a superfici bagnate o pozzanghere. Un esempio può essere il ponte di volo spazzato dalla pioggia in Battlefield™ 3, quando il tenente Jennifer Hawkins entra nel suo F18 nella missione Battuta di caccia.

Ma calcolando i riflessi in tempo reale, allineandoli perfettamente con altre fonti di luce o materiali riflettenti, otteniamo un'esperienza molto più realistica e credibile. "Il mondo di Battlefield V deve sembrare reale, punto", conclude Christian.

Naturalmente, come ha sottolineato Christian, non è stata una passeggiata. "Lavorare su trasparenza e translucenza è di per sé complicato quando si utilizza la renderizzazione, e lo è ancora di più quando ci si affida al Ray Tracing". Le esplosioni sono particolarmente complesse, per esempio, per via dell'enorme quantità di particelle che bisogna unire per ottenere un risultato visivo corretto." Una volta inseriti tutti questi effetti, il Ray Tracing può fornire una stima corretta dei colori, un aspetto sul quale la squadra rendering di DICE si è spesa molto.

I frutti di questo enorme lavoro legato al Ray Tracing in tempo reale rappresentano un grande passo in avanti che, come affermato da Christian, "in genere avviene una volta ogni 10 anni, come il balzo generazionale visto negli anni 90 con l'introduzione delle schede grafiche con accelerazione 3D".

Interrogato sul futuro di questa tecnologia innovativa, Christian è convinto che "i giocatori vedranno una qualità superiore per quanto riguarda le interazioni". Questo si tradurrà in scene dinamiche con riflessi ancora più realistici, in maggiori livelli di dettaglio e in applicazioni del Ray Tracing anche a ombre, occlusione ambientale e illuminazione globale diffusa.

La sofisticata tecnologia di Ray Tracing, unita al grande impegno profuso dalla squadra rendering, fa di Battlefield V su PC uno dei titoli di Battlefield più innovativi di sempre. "Il Ray Tracing in tempo reale permette di dare vita a esperienze impareggiabili dal punto di vista della fisica, del coinvolgimento e del comparto grafico, e siamo estremamente emozionati all'idea che sarà proprio Battlefield V il primo gioco a servirsi di questa tecnologia", aggiunge Christian. Abbiamo lavorato fianco a fianco con NVIDIA per permettere ai nostri fan di beneficiare dei vantaggi del Ray Tracing, e abbiamo tutta l'intenzione di continuare a migliorare e ottimizzare il DXR".

Ora, i giocatori possono provare con mano il Ray Tracing in tempo reale DXR giocando a Battlefield V con l'ausilio delle schede grafiche GeForce RTX serie 20 di NVIDIA

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