1962 yılında geliştirilen ilk bilgisayar oyunundan bu yana oyun grafikleri günümüzde inanılmaz biçimlere geldi. Zamanla daha da gerçekçi hale gelen bu grafiklerin arkasında oldukça karmaşık teknolojiler yatıyor. Bu teknolojilerin en yenilerinden olan ve NVIDIA tarafından “RTX” olarak isimlendirilen Ray Tracing yani Işın İzleme Teknolojisi, üstün nitelikleri sayesinde oyunlara daha gerçekçi görüntüler kazandırıyor.

Ayrıntılı ve gerçekçi bir sanal simülasyonu oluşturmak oldukça karmaşık bir işlem. Yer çekimi ve fizik kanunlarını bir kenara bırakıp dünyanın nasıl gözüktüğünü düşünelim. Işık kaynakları tarafından etrafa yayılan sınırsız ışık demeti, ışık demetlerinin yüzeylerdeki yansımaları ve ışınların cisimlerin içinden geçişi her nesnenin moleküler özelliklerine göre şekillenir ve bir ışık ışını çok uzun yollar boyunca gidebilir. Böylesine sonsuz bir kaynağı bilgisayarların işlem gücüyle çözmek şu an için mümkün değil. Fakat günümüz grafik işleyicileri farklı yaklaşımlar tasarlayarak dünyamızdaki ışın izlemeye yakın teknolojiler üretebildi.

Ray Tracing, gerçek dünyada ışığın ne şekilde hareket ettiğini göz önünde bulundurarak bir sahnenin görüntüsünü çizen bir grafik oluşturma yöntemidir. Daha açık şekilde anlatmak gerekirse Ray Tracing sanal ortamda kullanılan görüntüyü daha gerçekçi hale getirmek için ışık kaynaklarından çıkan ışık ışınlarını takip ederek ışının sanal nesnelerle karşılaşması sonucu aydınlanma etkisini simüle eden bir grafik tekniği. Işın izleme (ray tracing) doğru gölgeler, yinelemeli yansımalar, kırılmalar ve yansıyan/sıçrayan her türlü ışığı oluşturabilir

Ray Tracing yöntemi, üç boyutlu bir dünyada ışık demetinin izlediği yolu takip eder. Üç boyutlu dünya içerisinde bir ışın çizilir ve bu ışının ilk çarptığı nesne olması gerektiği gibi renklendirilir. Bir ışık kaynağından tek bir piksele düşen ışığın miktarını hesaplamak için ışığın ne kadar uzakta olduğuna ne kadar aydınlık olduğuna ve yansıyan yüzeyin ışık kaynağı ile yaptığı açısına göre yansıyan ışığın sıcaklık değerine kadar hesaplanır. Bu süreç sahnedeki diğer nesnelerden yansıyan ışıklar gibi diğer ışık kaynakları için de tekrarlanır. Hesaplamalar materyalin yüzeyine göre değişir. Cam ya da su gibi geçirgen ya da yarı geçirgen yüzeyler ışığı yansıtır ve daha fazla işlem gücü gerektirir. Öte yandan tüm bunların bir sınırı vardır. Çünkü sınır olmadan ışınları izlemek sonsuza kadar sürebilir.

Ray Tracing’in Olmadığı Durumlarda Kullanılan Teknoloji: Rasterizasyon

Rasterleştirme yöntemi de Ray Tracing’in eski modeli diyebileceğimiz bir aydınlatma teknolojisi. Ray Tracing’in oldukça basit bir versiyonu olan rasterleştirmede yukarıda görebileceğiniz gibi ışık ışınları; ayrıntılı gölgeler, kırılma/sıçramalar oluşturamaz.

Son olarak, NVIDIA tarafından RTX olarak adlandırılan teknoloji işlemesi zor olması sebebiyle yalnızca NVIDIA RT 2000, NVIDIA RT 3000 serileri gibi üst düzey ekran kartları tarafından kullanılabiliyor.

Derleyen: Ömer Kağan Selen