La quête pour l’amélioration des graphismes des jeux vidéo est comme celle du Graal. Sans fin. En 30 ans, l’industrie vidéoludique a fait des bonds techniques de géant, le temps du pixel monochrome du Pong est bien loin. Et le visage de nos jeux vidéo va encore changer dans les années qui viennent.
Aujourd’hui, nous avons déjà atteint un degré de réalisme sidérant dans certains titres (Detroit Become Human sur PS4, par exemple). Toujours plus beaux, toujours plus réalistes, toujours plus envoûtants et immersifs, les jeux vidéo ont pour mission de nous émerveiller, de nous faire voyager (pour beaucoup) et risquent bien de littéralement nous bluffer d’ici cinq ans grâce à de nouvelles technologies 3D.
L’une d’elles, c’est le ray tracing (RT) – vieille technologie qui connaît désormais un nouvel essor grâce à l’accélération matérielle ou à des approches hybrides.
Depuis plus d’un an, ce procédé de rendu graphique est sous les feux de la rampe. Déjà massivement utilisé dans le monde du cinéma et de la création pro, il incarne dorénavant le futur de nos jeux vidéo, tous les professionnels du secteur s’accordent à le dire.
Tout le monde va y passer : nos PC, nos Mac voire nos consoles. A nous les reflets réalistes, les ombres portées dynamiques ou encore les ambiances lumineuses plus vraies que nature.
Nvidia avec les RTX, Microsoft avec DirectX
Dans le monde PC, Nvidia et Microsoft ont clairement affiché la couleur en milieu d’année dernière à la GDC (Game Developer Conference). Le concepteur de GPU y dévoilait une station de travail monstrueuse (à base de Tesla V100) pour générer en temps réel une démo bluffante de ray tracing. Le tremplin idéal pour qu’au mois d’août, Nvidia annonce en grande pompe la sortie des GeForce RTX, ses cartes graphiques douées – entre autre chose – pour le ray tracing. Elles possèdent des unités (RT Cores) spécialisées dans la génération de cet effet (hybride ou temps réel).
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La prise en charge du ray tracing par les cartes graphiques est un premier pas dans la bonne direction mais pour la machine puisse se mettre en branle, il est nécessaire que l’écosystème logiciel s’adapte lui aussi.
Ainsi, pour que le ray tracing soit digéré par Windows 10, Microsoft a mis à jour sa bibliothèque d’API DirectX. Il a développé et implanté le module DXR (DirectX Raytracing) exploitable par tous (Nvidia, AMD, Intel).
De fait, une fois la mise à jour d’Octobre 2018 effectuée sur une machine avec Windows 10, elle est parée pour le ray tracing… pour peu que vous ayez une carte graphique compatible. Et pour le moment, pas le choix, c’est une Nvidia.
Pour que le ray tracing à la sauce Nvidia fonctionne pleinement, il faut bien entendu que les développeurs de jeux utilisent les bons outils. A l’image des effets PhysX, la technologie RTX peut être incrémentée par module, pour gérer différents effets (lumières, ombres, illuminations globales, occlusion ambiante, etc.).
Même Apple en parle !
Les développeurs d’applications macOS ou iOS ne sont pas laissés de côté. Apple a aussi bien compris que son intérêt était de faciliter le travail des créateurs et a implanté le ray tracing (et le ray tracking) dans sa bibliothèque d’application Metal. Une bibliothèque dont le coeur de métier est, entre autres, de proposer des outils pour créer des jeux et des applis 3D.
Ainsi, lors de la WWDC 2018 et de la toute récente WWDC 2019, plusieurs conférences ont été données sur le RT. Apple est bien conscient que cette techno peut aussi devenir un argument de vente et/ou de promotion de certains programmes, interface, jeux, services et met à disposition des développeurs tout ce qu’il leur faut pour créer de belles projections de rayons.
Le seul bémol – vu de notre fenêtre – c’est qu’actuellement tous les Mac embarquent des cartes graphiques AMD, de générations plus ou moins récentes. Des cartes qui ne sont pas du tout à même de gérer le RT de façon matérielle mais uniquement logicielle. Ainsi, pour chaque conférence donnée sur le sujet par Apple, les machines portables utilisées sont toutes connectées à des multiples cartes graphiques externes et même le prochain Mac Pro et ses quatre GPU ont été mis à contribution pour plusieurs démos.
Pas (encore) de RT pour AMD
Pourtant sorties après les GeForce RTX, les nouvelles Radeon RX 5700 et 5700 XT auraient très bien pu ajouter cette corde à leur arc et venir embêter Nvidia. Il n’en est rien et pour le moment, aucun plan ou aucune déclaration des pontes d’AMD ne laissent entendre que l’implantation d’unité matérielle RT soit une priorité, pas plus que de se focaliser sur ce mode de rendu.
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Ils ont bien conscience que c’est une technologie importante mais au même titre que toutes celles qui existent actuellement et font encore leurs preuves. Le ray tracing n’intéresse donc pas AMD dans l’immédiat, du moins en apparence.
Consoles Next Gen : le ray tracing répondra présent
Car, ce n’est pas un secret, AMD domine le marché des processeurs de calcul et les éléments graphiques pour les consoles de salon. La Xbox One (X) et la PS4 (Pro) embarquent ainsi des solutions AMD et l’histoire va se répéter.
Les prochaines consoles – Project Scarlett, de Microsoft et la nouvelle PlayStation, de Sony – vont être équipées de solutions customs, conçues en partenariat avec AMD et dont la fabrication a été confiée (semble-t-il) aux sous-traitants habituels de la marque.
Sony, comme Microsoft, a, à plusieurs reprises, laissé entr’apercevoir ce que les consoles de demain auraient dans le ventre. De la 4K, des vitesses de chargements ultra rapides et – surprise ! – du ray tracing. La technologie est mentionnée par les deux camps. Cela veut donc bien dire qu’AMD a une solution à fournir à ses partenaires.
Fin juin dernier, un brevet déposé par AMD en 2017 auprès de l’Office américain (lien en anglais) a fait surface. Y sont décrites des techniques très pointues, dites hybrides, afin de rendre possible la génération du ray tracing, de façon logicielle et matérielle, sans que nécessairement cela mette la puce graphique (trop) à genoux.
Il semblerait que ce rendu hybride soit implantable au coeur de moteurs graphiques et puisse être utilisé par des cartes n’ayant pas de prédispositions matérielles particulières. Ce serait là une solution plus flexible, moins dépendante de développements matériels complexes et coûteux. En clair, un moyen de faire du RT sur une puce APU (CPU + GPU) de consoles. Au hasard.
En outre, AMD a d’ores et déjà annoncé que les parties graphiques pour console profiteraient de la technologie RDNA 2 (c’est la 1 qui est à l’oeuvre dans les RX 5700) qui, selon toute vraisemblance, va accélérer le traitement matériel du RT.
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Il va donc falloir encore être très patient pour voir les deux joueurs majeurs du secteur abattre leurs cartes. Les détails techniques des consoles ne devraient pas être officialisés avant l’année prochaine, lors de l’E3 2020 sans doute. Quant à la nouvelle génération de GPU d’AMD, elle ne devrait pas être dévoilée tout de suite. Deuxième moitié de 2020 au mieux.
Le ray tracing est donc là pour durer mais son envol va prendre encore du temps, beaucoup de temps.
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