Minecraft nunca foi exatamente um sinônimo de gráficos de ponta. Com suas texturas simplistas e uma tecnologia de geração procedural de terrenos, ele sempre manteve o visual baseado em cubos. É justamente dessa estética “quadrada” que vem o charme do jogo criado por Notch e que hoje pertence aos estúdios Microsoft.

Mas o que aconteceria se você unisse os blocos do jogo ao que há de mais moderno em termos de iluminação e gráficos 3D? Foi o que o artista gráfico @notglacier resolveu testar, utilizando a técnica de Path tracing para gerar um efeito de luzes muito melhor do que o padrão.

Minecraft sofre uma transformação drástica

Ele rodou Minecraft com essas mudanças a uma taxa média de 25 a 40 frames por segundo (fps). O hardware dele é poderoso: nada menos do que um processador Intel Core i9 9900K, aliado a uma Geforce GTX 1070ti. Confira um pouco do resultado no vídeo abaixo:

Raytracing ou Path tracing?

Olhos mais aguçados devem ter reparado em um detalhe: a iluminação não é a única mudança na cena. O artista empregou um conjunto completamente novo de texturas e materiais com capacidades reflexivas, o que aumenta consideravelmente o impacto dos raios de luz pelo cenário. Trata-se do pack de texturas e shaders SEUS (Sonic Ether’s Unbelievable Shaders).

Apesar de muitos mencionarem que a técnica em questão é o raytracing (amplamente utilizado para descrever uma série de formas computacionais de iluminação, muitas vezes até de forma errônea), na realidade trata-se do uso de Path Tracing. Segundo explicação do programador gráfico Sebastian Dusterwald em entrevista à equipe da ExtremeTech, a diferença pode ser abordada da seguinte maneira:

• Ray tracing: nessa técnica, um raio é enviado de uma câmera virtual em direção ao cenário 3D e rastreado até interagir com um corpo sólido. Nesse instante um raio é lançado em direção a cada uma das fontes de luz da cena para calcular a iluminação, enquanto os shaders de superfície são calculados para pontos de intersecção. Há mudanças de ângulos para superfícies translúcidas, simulando difração e outros detalhes.
• Path Tracing: é como ray tracing “em esteroides”. Em vez de mandar um raio, ele manda dezenas, centenas ou ainda milhares deles para cada pixel que deve ser renderizado. Quando esses raios encontram uma superfície, não são enviados diretamente a fontes de luz. Em vez disso continuam fazendo seus reflexos até encontrarem naturalmente a fonte de luz ou até um número delimitado de ações.

A partir disso ele calcula a quantidade de luz que deve ser transferida ao pixel, incluindo as informações de cores das diversas superfícies nas quais ele rebateu. Somente então é calculada uma média de valores para fazer a projeção final de cor do pixel que aparecerá na tela. Notavelmente mais complexo que o Raytracing, o path tracing é preciso, fazendo rotinas bem mais pesadas de trabalho.

O vídeo abaixo, em inglês, ilustra um pouco dessas tecnologias e do funcionamento das trajetórias dos raios pelos objetos do cenário.

A aposta da NVIDIA

A NVIDIA vem trabalhando há tempos na tecnologia de renderização gráfica por ray tracing. Sua nova série de placas RTX inclusive vem com núcleos dedicados a esse tipo de processamento gráfico. Atualmente, as placas RTX 2060, 2070, 2080 e 2080ti contam com essa aceleração de hardware. Isso permite, por exemplo, reflexos muito mais detalhados em jogos como Battlefield V:

Mas não é só Battlefield e outros jogos modernos que se beneficiam de uma iluminação mais avançada. Como vimos, se até Minecraft sofre uma transformação drástica, por que não testarmos com um jogo antigo como Quake 2, um clássico dos jogos de tiro em primeira pessoa?

Foi o que fez Christoph Schied, um ex-estagiário da NVIDIA e estudante Ph.D. no Instituto Karlsruhe de Tecnologia da Alemanha. Com seu projeto Q2VKPT ele traz todos os recursos avançados de iluminação ao jogo. A sigla PT no nome inclusive denota que o projeto utiliza path tracing. Novamente, trata-se da forma mais avançada e pesada de tracing que abordamos acima.

O resultado não só é impressionante, como foi abraçado pela equipe atual da empresa, sendo alvo de elogios e demonstrações no palco, durante o lançamento da série 2000 de placas. Caso queira, você pode conferir mais informações sobre o projeto clicando neste link, que inclusive traz comparações impressionantes de antes e depois.

Outras empresas já estão se movimentando para implementarem alguma forma de ray tracing em seus motores gráficos. Algumas, como a Crytek, de Crysis, estão apostando em alguma forma de fazer o trabalho por software. Ainda não temos como saber o desempenho resultante, mas podemos apostar que os jogos ficarão bem mais pesados muito em breve.

Pelo menos, é por uma ótima causa: gráficos beirando o real. Haja placa de vídeo e poder de processamento para dar conta de tudo isso.

Fonte: PC Games N, Reddit, ExtremeTech