Realistická grafika v reálném čase: experti Samsungu popisují technologii Ray Tracing pro telefony řady Galaxy S23

Obliba chytrých telefonů neustále roste a čím dál populárnější jsou i mobilní hry, které se definitivně prosadily v herním mainstreamu. Stále více uživatelů touží na telefonech hrát své hry pro PC a konzole se skvělou grafikou a nároky na výkon telefonů tak neustále rostou.

Modely nejnovější špičkové řady Galaxy S23 představené 1. února jsou vybaveny zatím nejlepšími a nejvýkonnějšími grafickými jednotkami, které zvyšují výkon přístrojů v porovnání s předchozí verzí o 41 %. Kromě toho patří do jejich výbavy i technologie Ray Tracing, která do mobilního hraní přináší realistickou práci se světlem a zaujala díky tomu hráče po celém světě.

Technologie Ray Tracing výrazně vylepšuje herní zážitky. Představila se na akci Galaxy Unpacked 2023 v telefonech řady Galaxy S23.

Redaktoři Samsung Newsroom si s vývojáři technologie Ray Tracing povídali o tom, jak technologie vznikla a v čem spočívá její hlavní přínos pro hráče. Na následujících řádcích se o této převratné novince v mobilním herním světě dozvíte více.

Ray Tracing – špičkové herní zážitky s realistickou grafikou

Ray Tracing je nejnovější metoda renderování, která v reálném čase sleduje světelné paprsky a umožňuje tak vznik realistických grafických efektů. Grafické procesní jednotky (GPU) telefonů Galaxy S23 jsou vybaveny speciálním hardwarem, které dokáže tyto simulace sledování světelných paprsků akcelerovat v reálném čase podobným způsobem, jakým fungují grafické karty v počítačích. To znamená mnohem realističtější zobrazení stínů i světelných odrazů v herních scénách.

Zleva: Jungwoo Kim a Joonyong Park, vývojáři technologie Ray Tracing z týmu System Platform R&D Group divize Samsung MX

Jungwoo Kim z týmu System Platform Development Group, který řídil vývoj grafických jednotek pro telefony řady Galaxy S23, popisuje technologii Ray Tracing jako „nejlepší současnou metodu renderování obrazu“.

„Ray Tracing je komplexní simulace využívající způsob, jakým optické nervy v oku zpracovávají paprsky světla po odrazu, refrakci nebo difrakci vlivem nějakého objektu,“ vysvětluje Kim. „Je to velmi podobné skutečnému zpracování světla.“

„Dříve používaná rastrovací technika má omezené možnosti, výsledky jsou nepřesné a často nevypadají dobře,“ doplňuje kolegu Joonyong Park, který měl u nového produktu na starosti technickou podporu grafických jednotek a externí i interní spolupráci. „Například u stínových efektů se dříve projektovaly objekty na scénu, aby bylo dopředu možné vytvořit stínovou mapu a pak ji podle povahy daného objektu upravit. Ray Tracing naproti tomu emuluje skutečný efekt vytváření stínů, které se pak na displeji zobrazí zcela přesně a realisticky. Grafika tudíž vypadá jako ve skutečném světě.“

Telefony řady Galaxy S23 přibližují mobilní grafiku té počítačové

Samsung se již od roku 2010 snaží zmenšovat rozdíly mezi grafikou na konzolích, v počítačích a v telefonech mimo jiné tím, že zvyšuje výkon i možnosti API neboli grafických aplikačních rozhraní. Ve spolupráci s velkými jmény oboru zavádí svou nejnovější technologii coby standardní API. Díky tomu mohou různé firmy využívat nejnovější technologii při vývoji vlastních her a tím pádem mohou rozšiřovat své ekosystémy.

„V roce 2016 jsme zavedli nový standard v podobě grafického API Vulkan z dílny Khronos Group a povedlo se nám ho nabídnout na běžném trhu v modelu Galaxy S7,“ vzpomíná Kim. „Na vývoji vyspělých GPU jednotek ovšem pracujeme s partnery typu Epic Games nebo Unity už od roku 2015, tedy ještě předtím, než se Vulkan do našich telefonů dostal. V naší spolupráci vznikl optimalizační kód, který jsme poskytli herním vývojářům. Tento úspěch jsme vývojářům prezentovali na nejrůznějších konferencích.“

Jungwoo Kim z týmu System Platform R&D Group divize Samsung MX

V souladu s aktuálními trendy, díky nimž se herní tituly prosazují na různých platformách, začal Samsung stále častěji používat u mobilních grafických jednotek technologii z počítačových procesorů. „V úzké spolupráci s prodejci procesorů neustále vylepšujeme výkony nejnovějších mobilních GPU u produktů nejvyšších řad,“ vysvětluje Park. „Zákazníci chtějí, aby se grafika na mobilních zařízeních svou kvalitou vyrovnala konzolím, a právě proto jsme uplynulé dva roky usilovně pracovali na optimalizaci technologie Ray Tracing pro mobilní procesory.“

Za vylepšováním mobilního výkonu stojí spolupráce více špičkových firem

Vývojáři se pustili do spolupráce s výzkumným ústavem Samsung R&D Institute Ukraine (SRUKR) a s různými partnerskými firmami, mezi nimiž nechybí např. Epic Games. Právě tato společnost stojí za špičkovým grafickým systémem Unreal Engine.

Klip, v němž se nová technologie představila na akci Galaxy Unpacked 2023, vznikl ve spolupráci s firmou Epic Games. V porovnání s předchozí rastrovací metodou (vpravo) nabízí technologie Ray Tracing (vlevo) podstatně realističtější grafické podání.

Podle Kima stála za demosnímkem prezentovaným na akci Galaxy Unpacked 2023 kvalitní týmová práce. „V téhle oblasti spolupracujeme s vývojáři herních procesorů i samotných her,“ vysvětluje. „Zkoušeli jsme různé způsoby, jak rendering vylepšit. Nakonec se nám povedlo snížit počet výpočetních operací a zachovat přitom kvalitu.“

Demosnímek z produkce Samsung Electronics. V porovnání se starší rastrovací metodou (dole) nabízí technologie Ray Tracing (nahoře) výrazně realističtější grafiku.

Joonyong Park z týmu System Platform R&D Group divize Samsung MX

Park se s námi podělil i o jeden zážitek z vývoje Galaxy S7.

„Vzpomínám si, že jsme pracovali na demosnímku v sídle Epic Games v Severní Karolině v USA. Úspěšně jsme vyvinuli demoverzi hry, v níž se poprvé uplatnila technologie Vulkan – díky ní ve hře účinkovala realisticky vyvedená postava kuřete. Jakmile se kuře poprvé objevilo na displeji, všichni z Epic Games, SRUKR i kolegové z vývojového týmu Samsung MX začali tleskat. Pak jsme se přesunuli na oslavu, kde se podávala smažená kuřata.“ Park je kolegům dodnes vděčný za spoustu práce, kterou na projektu odvedli.

Galaxy S23 – začátek nové éry mobilního hraní

Jak bude vypadat budoucnost, v níž se technologie Ray Tracing bude běžně používat v obecně dostupných zařízeních? „Čekám, že se nová technologie bude používat v tvorbě grafického obsahu čím dál častěji,“ odhaduje Park. „Podle mě se mobilní zařízení budou nadále přibližovat specializovaným herním konzolím, a přitom si zachovají veškeré výhody mobilního provedení.“

Technologie Ray Tracing v telefonu Galaxy S23

„Uživatelé se mohou těšit na jedinečné herní zážitky,“ slibují vývojáři technologie Ray Tracing fanouškům. Vývojáři veřejnost rovněž informovali o svých plánech na širší uplatnění nové technologie, jejíž první vlaštovkou je právě řada Galaxy S23.

„Technologie Ray Tracing v telefonech teprve začíná. Samsung ji zkoumá a připravuje už dlouho, stojíme v čele jejího vývoje a rychle ji šíříme,“ vysvětluje Kim. „Dalším cílem je hledání optimální metody, jak Ray Tracing zavést do většího počtu mobilních zařízení a nabídnout tak skvělé herní zážitky většímu množství uživatelů.“

Zleva: Jungwoo Kim a Joonyong Park z týmu System Platform R&D Group divize Samsung MX předvádějí telefon Galaxy S23, v němž se technologie Ray Tracing poprvé představila mobilním hráčům.

„V současnosti na trhu zatím nejsou žádné mobilní hry, které by technologii Ray Tracing podporovaly, ale pokud se najde herní společnost, kterou by nová technologie zajímala, budeme jen rádi,“ vysvětluje Park. Na otázku ohledně budoucnosti mobilních her odpovídá, že jeho tým „usilovně pracuje na využití technologie Ray Tracing v dalších a dalších mobilních hrách.“

V budoucnu hodlají vývojáři nabídnout ještě lepší mobilní herní zážitky s realistickou grafikou.

Podívejte na video, v němž se dozvíte více o technologii Ray Tracing v telefonech Galaxy S23.