A l’ère du jeux vidéo, le ray tracing, ou RT pour les habitués, est une grande avancée dans la qualité du graphisme et de facto, dans l’immersion en jouant.
Mais de quoi s’agit-il exactement ? Une chose est sûre, différents composants doivent supporter et prendre en charge cette technologie : Le CPU, la carte graphique dédié et le jeux…
Qu’est-ce-que le ray tracing et comment en profiter ? Est-ce que tous les jeux et composants permettent sa prise en charge ?
Découvrez les avantages et inconvénients de cette technologie : le ray tracing.
Le « ray tracing », c’est quoi ? Quel est son intérêt ?
Le ray tracing, ou « traçage de lumière », est une technologie de rendu graphique qui simule le comportement réaliste de la lumière en traçant son trajet à travers une scène en 3D. Il permet de produire des effets visuels très précis, comme des ombres dynamiques, des reflets naturels et une illumination globale. Ceci, en calculant comment les rayons lumineux interagissent avec les surfaces, en temps réel.
Ce calcul pour un rendu en temps réel n’est possible qu’avec des processeurs puissants, ceux intégrés aux cartes graphiques, afin de garder une fluidité acceptable dans le rendu des images. Les CPU, cette fois ceux des ordinateurs ou consoles, doivent également traiter rapidement les données pour optimiser les performances du ray tracing.
C’est quoi jouer en RT (ray tracing) ?
Jouer en ray tracing c’est jouer en activant cette option pour profiter de ses effets à l’écran, comme dans les vues ci-dessous.
Bien que gourmand en ressources, il améliore considérablement la qualité graphique dans les jeux et les animations, offrant un rendu réaliste pour une immersion presque totale.
👉 Malgré le nom très moderne de ce procédé, sachez qu’il a été présenté pour la première fois en…1968 par Arthur Appel. Rien de nouveau dans le monde du graphisme.
Cependant, cette technologie n’est intégrée que bien plus tard aux cartes graphiques et, par extension, compatibles avec certains processeurs. En effet, au vu des grands calculs exigés par cette technologie, il a fallu attendre l’apparition des GPU multithread de NVIDIA en 2006 et des processeurs multicoeur/threads qui la prennent charge.
Voyons le rôle des principaux acteurs du monde informatique dans le développement du ray tracing, pour le plus grand bonheur des gamers 🎮.
NVIDIA, pilier du ray tracing sur nos PC
Effectivement, le ray tracing et NVIDIA ont un lien étroit, car NVIDIA a joué un rôle clé dans l’adoption de cette technologie dans les jeux vidéo et les applications graphiques.
NVIDIA a révolutionné le ray tracing en introduisant des composants dédiés (cœurs RT) et des technologies logicielles avancées (RTX et DLSS). Cette combinaison permet de rendre le ray tracing accessible en temps réel, offrant des graphismes spectaculaires et une immersion sans précédent, surtout dans les jeux vidéo. Voici quelques détails.
Les cœurs RT (Ray Tracing) dédiés
NVidia a mis en œuvre les moyens nécessaires pour intégrer cette technologie très exigeante en ressources.
Les GPU NVidia de la série RTX (basés sur les architectures Turing, Ampere, et Ada Lovelace) intègrent des cœurs RT, ou Ray Tracing, spécialement conçus avec des cœurs affectés à cette innovation pour accélérer les calculs liés au ray tracing.
Ces cœurs effectuent des tâches comme le calcul des intersections des rayons et la gestion des effets lumineux en temps réel, réduisant considérablement la charge de travail sur les unités principales du GPU.
La technologie RTX
La marque RTX de NVIDIA regroupe les cartes graphiques qui supportent le ray tracing en temps réel.
Elle inclut aussi des optimisations logicielles via les pilotes NVIDIA, ainsi que des technologies complémentaires comme DLSS (Deep Learning Super Sampling). Celle-ci améliore les performances en ray tracing en rendant des images à une résolution inférieure, puis en les upscalant (optimisé) grâce à l’IA.
💡 L’upscaling via IA est un processus qui utilise des algorithmes d’intelligence artificielle pour améliorer la résolution et la qualité visuelle d’une image ou d’une vidéo.
Ray tracing : API et support logiciel pour la compatibilité
NVIDIA a travaillé avec des développeurs pour intégrer le ray tracing dans des moteurs de jeux comme Unreal Engine et Unity, facilitant son adoption dans de nombreux jeux.
De même que la firme a collaboré pour améliorer les API comme DirectX Raytracing (DXR) et Vulkan Ray Tracing, qui permettent aux développeurs d’utiliser le ray tracing avec une prise en charge optimisée sur leurs GPU.
Des performances avancées avec le ray tracing NVIDIA
Grâce à leurs cœurs RT et à DLSS, les GPU NVIDIA RTX sont capables de gérer des scènes complexes avec des reflets, ombres et éclairages réalistes, tout en maintenant des fréquences d’images élevées.
Ces cartes graphiques permettent une expérience fluide même en résolution 4K avec des jeux très gourmands.
👉 Le RT est couplé à un autre procédé moins gourmand nommé « la rastérisation » pour être supporté par les configurations actuelles.
Les processeurs Intel et la prise en charge du ray tracing
Le ray tracing est principalement géré par les GPU, mais les CPU, y compris les processeurs Intel, jouent un rôle crucial dans son exécution efficace. Voici le rapport entre le ray tracing et les CPU Intel. Mais d’abord un petit rappel du rôle du CPU dans le jeu.
👉 Pour en savoir plus sur les Intel Core i7, plébiscités par les gamers, lisez notre article dédié : « Les processeurs Intel Core i7 : performances et usages ».
La préparation des données par le CPU pour le GPU
Les CPU Intel, notamment les modèles performants comme les Core i9, gèrent des tâches critiques, en temps réel, comme :
- Les instructions derrière la gestion de la physique dans le jeu, comme l’eau, les particules, les tissus, mais aussi la gravité et même la balistique.
- Le calcul des trajectoires des rayons ou des objets dynamiques avant que le GPU ne rende les scènes.
- Le son est géré par le CPU en ordonnant le déclenchement des différents sons du jeu et sa spatialisation.
- Si le jeu est en ligne, le processeur s’occupe du matchmaking pour trouver la partie qui vous correspond.
- Le processeur gère l’intelligence artificielle des personnages non-joueurs et bots qui habitent le jeu, selon les instructions du moteur du jeu (L’IA des PNJ).
- L’alimentation rapide du GPU en données nécessaires pour le traitement des effets de ray tracing.
👉 Sans compter la gestion des entrées / sorties (inputs) de vos différents périphériques (clavier, souris, micro).
Les technologies du CPU optimisées pour le ray tracing
Les processeurs Intel récents intègrent des technologies et instructions qui accélèrent les calculs liés au ray tracing comme :
- Intel Thread Director (sur Alder Lake et Raptor Lake) : Optimise la répartition des tâches entre les cœurs performants (P-cores) et efficients (E-cores), assurant une gestion fluide des processus intensifs comme le ray tracing.
- Compatibilité avec PCIe 4.0/5.0 : Permet une communication rapide avec les cartes graphiques modernes comme les NVIDIA RTX ou AMD Radeon, indispensables pour le ray tracing.
L’amélioration des performances générales des CPU
Avec leurs fréquences élevées et leur nombre important de cœurs, les processeurs Intel minimisent les goulots d’étranglement entre le CPU et le GPU, maximisant ainsi les performances en ray tracing.
👉 Vous comprenez maintenant que le ray tracing, même s’il est géré par le GPU, est optimisé par les CPU Intel. Les processeurs adaptés jouent un rôle crucial dans la gestion des données et l’optimisation des performances globales pour garantir une expérience fluide et immersive.
👉 Intel a lancé sa gamme de GPU « Arc » qui prend en charge le RT.
Les processeurs AMD et la prise en charge du ray tracing
Les processeurs AMD jouent également un rôle important dans le ray tracing, bien qu’ils soient principalement associés au GPU pour ce type de rendu.
Les AMD, notamment les Ryzen de dernière génération, apportent une gestion efficace des données et une optimisation des performances pour le ray tracing. S’ils sont couplés avec des GPU AMD Radeon ou NVIDIA, les perfs sont encore mieux optimisées. Leur puissance multicœur et leurs technologies intégrées en font une excellente base pour le rendu 3D avancé et les jeux modernes.
Le principe est le même que pour les Intel.
Préparation et gestion des données par les CPU AMD pour le ray tracing
Comme les processeurs Intel, les processeurs AMD (notamment les séries Ryzen 7 et Ryzen 9) gèrent des tâches préalables au rendu par le GPU comme vu précédemment.
Les Ryzen récents, basés sur l’architecture Zen 3 ou Zen 4, offrent un nombre élevé de cœurs et de threads, idéal pour les tâches parallèles comme celles associées au ray tracing.
Leur grande capacité de cache (exemple : AMD 3D V-Cache) améliore la communication entre le processeur et le GPU, réduisant les latences et optimisant les performances globales.
La compatibilité avec les GPU AMD Radeon
Les processeurs AMD sont particulièrement bien optimisés pour fonctionner avec les GPU (externe) AMD Radeon, qui intègrent des cœurs spécifiques pour le ray tracing (RDNA 2 et RDNA 3).
Les technologies comme Smart Access Memory (SAM) permettent au processeur AMD d’accéder directement à la mémoire du GPU, augmentant ainsi les performances en ray tracing.
L’intégration des PCIe 4.0/5.0 sur les AMD pour faciliter le ray tracing
Les processeurs AMD Ryzen supportent le PCIe 4.0 (et désormais PCIe 5.0 sur Zen 4), assurant une communication rapide avec les GPU modernes, essentiels pour le ray tracing fluide et en temps réel.
👉 Les carte graphiques AMD Radeon permettent d’utiliser le ray tracing depuis 2020.
Le ray tracing en vaut-il la peine ?
Oui et non, oui ou non… Tout dépend des utilisateurs, des jeux et des ressources.
En parcourant les forums de jeux vidéo, on se rend compte que cette technologie est très consommatrice en ressources CPU/GPU. La cadence doit être soutenue et supportée par la machine, et forcément cela se répercute sur le porte monnaie puisque énergivore. Ajoutons que l’acquisition du matériel adéquat (CPU, carte graphique dédiée, jeux etc) au départ représente un budget conséquent.
Par ailleurs, les gamers sont d’avis que sur les jeux anciens, cette technologie peut avoir l’effet « waouh » attendu, alors que sur les jeux récents, non. Cela est probablement dû à la haute qualité graphique des jeux modernes.
Et enfin, sachez que l’activation du ray tracing peut changer la fluidité du jeu, et l’expérience peut alors être altérée.
👉 Notez que pour vous offrir un rendu réaliste sans passer par le ray tracing, les constructeurs de cartes graphiques proposent des algorithmes d’amélioration des performances tels que DLSS pour Nvidia, FSR pour AMD et XeSS pour Intel. Cela permet de bénéficier d’effets tels que des éclairages, des reflets dynamiques, des ombres plus réalistes, et des jeux plus beaux.
Quelle configuration est nécessaire pour le ray tracing ?
Pour profiter du ray tracing, une configuration puissante est nécessaire. Ainsi, vous aurez besoin :
- D’une carte graphique compatible, comme celles de la série NVIDIA RTX (2060 et plus) ou AMD RX 6000 et ultérieures, qui disposent d’unités matérielles dédiées au traitement du ray tracing.
- D’un processeur performant et au moins 16 Go de RAM sont recommandés pour gérer les calculs supplémentaires.
- Pour des performances fluides, il est souvent conseillé d’utiliser des technologies d’optimisation comme le DLSS (Deep Learning Super Sampling) de NVIDIA ou le FSR (FidelityFX Super Resolution) d’AMD.
- Un moniteur supportant des résolutions élevées et un taux de rafraîchissement élevé.
Quels jeux supportent le ray tracing ?
De nombreux jeux intègrent désormais le ray tracing pour offrir aux gamers des graphismes plus réalistes que jamais.
Parmi eux, on peut citer des titres bien connus comme : CyberpunkCyberpunk 2077 , Minecraft , Fortnite Le, The Witcher 3 : Wild Hunt – Édition complète, Portal avec RTX, Alan Wake 2, Diablo IV ,Indiana Jones et le Cercle Ancien™, Black Myth: Wukong et StarStar Wars™ Outlaws ….
Rendez-vous sur le site NVIDIA pour plus de références !
Conclusion
Cette technologie, le ray tracing, n’est qu’à son début et devrait connaître un essor dans les années à venir. Cet essor va probablement être en phase avec des avancées majeures sur les processeurs et surtout la gestion des ressources nécessaires.
Enfin, les PS5 et Xbox Series X/S prennent en charge cette technologie. De même que les studios de jeu vidéo l’incluent de plus en plus dans leurs nouveautés.
En attendant de voir le RT partout sur vos machines, dites-nous à quels jeux vous jouez ? Seraient-ils plus réalistes avec le ray tracing ?
