Come funziona il raytracing nei videogiochi
Negli ultimi anni il raytracing in tempo reale è diventato una delle tecnologie più importanti nel mondo del gaming. Grazie alla potenza delle moderne schede video e dei migliori pc da gaming, oggi è possibile avere effetti di luce, ombre e riflessi molto più realistici rispetto al passato.
Se ti stai avvicinando al game development o vuoi imparare come funzionano i motori grafici, capire il raytracing è un passo fondamentale.
Cos’è il raytracing (spiegato semplice)
Il raytracing è una tecnica di rendering che simula il percorso della luce. L’idea di base è:
- Si immagina che ogni pixel sullo schermo rappresenti un raggio di luce.
- Questo raggio parte dalla “telecamera” (cioè il punto di vista del giocatore) ed entra nella scena 3D.
- Quando il raggio colpisce un oggetto, il motore calcola come la luce interagisce: riflessione, trasparenza, ombra, ecc.
- A volte il raggio continua il suo percorso (rimbalzo), generando ulteriori effetti come riflessi multipli o luce diffusa.
Risultato? Un’immagine che rispetta le leggi fisiche della luce, molto più realistica rispetto alla rasterizzazione tradizionale.
Perché non si è sempre usato il raytracing?
Il problema è la potenza di calcolo. Tracciare milioni di raggi per ogni frame è troppo pesante. Nei film in CGI (come Pixar o Marvel), un singolo fotogramma può impiegare ore per essere renderizzato.
Nei videogiochi invece abbiamo bisogno di almeno 30–60 fotogrammi al secondo. Per questo motivo, per anni si è usata la rasterizzazione, che è molto più veloce, ma meno realistica.
Come funziona il raytracing in tempo reale nei giochi
Per portare il raytracing nei giochi moderni, sono state introdotte tecniche ottimizzate. Vediamole una per una:
1. Raytracing ibrido
Non tutto viene renderizzato con raytracing.
- Geometria e texture → rasterizzazione (più veloce).
- Ombre, riflessi o luci globali → raytracing.
Così si ottiene un mix di velocità e realismo.
2. Path Tracing semplificato
In teoria, ogni raggio dovrebbe rimbalzare decine di volte per simulare la luce reale. Nei giochi, invece, si calcolano pochissimi rimbalzi (a volte solo uno). Questo riduce i calcoli e mantiene i frame rate giocabili.
3. Denoising (riduzione del rumore)
Con pochi raggi, l’immagine appare “rumorosa”, cioè piena di pixel scintillanti.
Per risolvere, si usano algoritmi di denoising che “indovinano” i pixel mancanti basandosi sull’immagine circostante. In pratica, l’IA pulisce il risultato e lo rende più naturale.
4. Tecnologie di upscaling (DLSS, FSR, XeSS)
Il raytracing pesa molto sulle prestazioni. Per non far scendere i frame rate, si usano tecniche di upscaling intelligente:
Questi sistemi renderizzano il gioco a una risoluzione più bassa e poi usano l’intelligenza artificiale per ricostruire l’immagine in alta definizione. Risultato: più performance senza perdere troppa qualità.
5. Acceleration structures
Per sapere se un raggio colpisce un oggetto, il motore grafico non può testare milioni di triangoli uno per uno.
Si usano invece strutture dati chiamate BVH (Bounding Volume Hierarchy), che dividono la scena in “scatole”. Il raggio controlla prima se colpisce una scatola, e solo dopo se colpisce i triangoli al suo interno. Questo accelera enormemente i calcoli.
Perché è importante per chi vuole diventare game developer
Capire il raytracing ti aiuta a:
- Comprendere meglio la fisica della luce e il rendering 3D.
- Usare in modo più consapevole i motori come Unreal Engine o Unity, che hanno già supporto integrato.
- Creare giochi più moderni e competitivi sul mercato.
Anche se non svilupperai mai un motore grafico da zero, conoscere le basi ti rende un programmatore o un designer molto più preparato.
Hardware necessario per il raytracing
Il raytracing richiede schede grafiche dedicate. Oggi trovi il supporto in:
Se vuoi provare il raytracing, puoi aggiornare la tua scheda video oppure valutare un pc da gaming già pronto con GPU compatibile.
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Conclusione
Il raytracing in tempo reale è una delle innovazioni più affascinanti del mondo videoludico. Nonostante sia ancora costoso in termini di prestazioni, i progressi di GPU e algoritmi lo stanno rendendo sempre più accessibile.
Se sei un aspirante programmatore o un futuro game developer, imparare come funziona ti darà una marcia in più. Non è solo una tecnologia: è il futuro della grafica 3D.
