DirectX 12 Ultimate e DXR 1.1, la nuova base di partenza per il ray tracing su PC e Xbox 57

Il ray tracing si prepara al grande salto verso il pubblico di massa sull'onda delle nuove console e delle nuove DirectX 12 Ultimate

SPECIALE di Mattia Armani —   19/03/2020

Con l'annuncio delle DirectX 12 Ultimate, NVIDIA ha puntato i riflettori nello specifico sullo standard DXR 1.1, dopo aver contribuito a crearlo lavorando quattro mani con Microsoft. Ed è qualcosa di cui ha voluto prendersi il merito anche parlando di Xbox Series X, che con le nuove librerie si trova appaiato al PC nel supporto in ambiente DirectX di tecnologie importanti, ovviamente supportate dalle nuove GPU Navi 2X basate su architettura RDNA2. Parliamo del Variable Rate Shading e dell'accelerazione hardware del ray tracing, necessarie per sfruttare appieno le nuove librerie Microsoft che aprono la strada a un livello di ottimizzazione decisamente superiore.

Direct X 12 Ultimate 1

Ray tracing in evoluzione

Dello standard DXR 1.1 abbiamo già sentito parlare quando è comparso nella preview build 20H1 di Windows 10. Ma con l'arrivo delle DirectX 12 Ultimate diventa un punto di partenza per una nuova generazione di videogiochi in cui il ray tracing diventerà una costante dei giochi 3D. D'altronde non sarà più solo disponibile su sistemi con GPU RTX NVIDIA ma, grazie alle GPU Navi 2X, sarà disponibile su Xbox Series X, su PS5 e sui PC equipaggiati con schede Radeon di prossima generazione. Un pubblico ben più ampio di quello attuale quindi, che ci porta alla comparsa del supporto nativo per il ray tracing in motori ad ampia diffusione come il Frostbite Engine, lo Unity Engine e l'Unreal Engine, il tutto mentre nel frattempo diversi sviluppatori hanno lavorato assiduamente sull'ottimizzazione del ray tracing, come abbiamo visto nel caso di Control e Modern Warfare.

Si tratta però di due casi ben distinti, e con framerate decisamente diversi l'uno dall'altro, che ci portano a considerare come in alcuni casi il peso del ray tracing sia decisamente massiccio. Quando viene usato senza limitazioni, ovvero nella cosiddetta modalità full path, riesce a rendere dannatamente pesanti anche motori come quello di Quake II, evidenziando come questa tecnologia sia ancora difficile da sfruttare persino da una scheda come la GeForce RTX 2080 Ti. Ma l'implementazione intelligente e l'ottimizzazione hanno comunque spinto le vendite inizialmente non certo esaltanti delle GeForce RTX che da una parte hanno fatto da campo di prova per le GPU Ampere, non a caso attese da parecchi per saltare sul carrozzone del ray tracing. Ma le RTX Turing godono per prime di miglioramenti che promettono di farsi ancor più frequenti e netti con gli strumenti delle nuove DirectX 12 Ultimate messi in mano a sviluppatori più motivati. D'altronde come abbiamo detto si prospetta un sensibile aumento del bacino di utenza del ray tracing legato all'arrivo, forse il 26 novembre, di Xbox Series X.

Direct X 12 Ultimate 2

I passi in avanti del DirectX Raytracing 1.1

Con le DirectX 12 Ultimate e il passaggio al DXR 1.1 migliora l'arsenale a disposizione degli sviluppatori per poter potenziare gli effetti del ray tracing, riducendo al contempo l'impatto sulle prestazioni della pesante illuminazione. Si parla infatti di miglioramenti per le tecnologie di ottimizzazione con le GeForce RTX, a partire dall'evoluzione del Variable Rate Shading, una tecnologia che permette di risparmiare risorse nelle zone meno rilevanti di una scena, per arrivare ai Mesh Shader gestiti attraverso le DirectX, con un un ulteriore incremento nel controllo da parte degli sviluppatori del livello di dettaglio, della tessellation e della generazione procedurale degli oggetti tridimensionali.

Tra le migliorie compare anche il Sampler Feedback, già menzionato tra le feature di Xbox Series X, che permette di ottenere informazioni precise sul sampling delle texture, garantendo un accesso diretto a quelle che servono in un dato momento e aprendo la strada a ottimizzazioni importanti. Particolarmente utile con lo streaming di texture in alta risoluzione, che possono arrivare a occupare diversi megabyte di memoria, assume un'importanza ancora maggiore con la nuova console Microsoft che, come PS5, è pensata per accedere direttamente alla SSD per caricare lo scenario. Riduce inoltre gli artefatti legati al Texture-Space Shading, aprendo la via a mondi senza limiti e senza spiacevoli distorsioni dell'illuminazione sugli oggetti durante il rendering.

Tutto questo potrebbe dare un bel vantaggio a Xbox Series X, anche se ci aspettiamo che Sony abbia lavorato con AMD su librerie proprietarie in modo da garantire un alto livello di ottimizzazione del ray tracing anche su PS5. Ma durante la conferenza NVIDIA ci è sembrato di capire che la compagnia prevede capacità ray tracing ridotte in ambito console e dagli ultimi rumor pare che la console Sony punti a risparmiare qualcosa in più rispetto a quella Microsoft anche in questo campo.

Direct X 12 Ultimate 3