NVIDIA RTX Remix: nástroj pro vylepšení grafiky starých her

24.4.2024, Karel Polívka, článek

NVIDIA v lednu zpřístupnila v otevřené betě svou platformu RTX Remix, jež umožňuje snadnější vylepšování grafiky starých her, včetně přidání technologií ray tracingu nebo DLSS. Provedeme si tak shrnutí, o co se vlastně jedná a podíváme se i na několik ukázek.

Kapitoly článku:

NVIDIA RTX Remix: nástroj pro vylepšení grafiky starých her
Morrowind tech demo, Portal with RTX, Half-Life 2 RTX
ModDB a ukázky dalších modifikací

NVIDIA RTX Remix je platforma umožňující snadnější modifikaci a vylepšování vizuálu starých her, mezi což patří nejen aktualizace jednotlivých assetů (modelů, textur apod.), ale i přidání moderních technologií jako ray tracing/path tracing nebo DLSS. Ke svému provozu využívá NVIDIA Omniverse, což je kolaborativní platforma, která byla původně vytvořena především pro využití v průmyslu pro tvorbu digitálních kopií všemožných struktur a systémů. Začátkem roku 2022 ale došlo k jejímu zpřístupnění i pro jednotlivce, na základě čehož začaly různé společnosti vyvíjet nové nástroje a služby. V této souvislosti se lze často setkat s termíny USD a Nucleus. O co se jedná?

USD (Universal Scene Description) = univerzální formát souborů pro usnadnění práce napříč různými programy pro tvorbu 3D obsahu. Obsahuje informace o rozvržení objektů ve scéně (scene layout), o geometrii a materiálech u objektů, o animacích, virtuálních kamerách atd., viz video prezentace Nvidie o USD. Tento formát vytvořila společnost Pixar (studio specializující se na tvorbu animovaných filmů), která jej v roce 2016 zveřejnila coby open source.

Cílem je, aby něco vytvořené v programu se zaměřením na určitou oblast (např. Autodesk Maya, Autodesk 3ds Max, Blender, Adobe Substance 3D Painter, Unreal Engine, Unity), šlo bez problémů přenést do jiného programu pro tvorbu obsahu pomocí aplikačního propojení (označovaného jako konektor) se zachováním parametrů definovaných při vytvoření. Např. konektor pro Unreal Engine je k dispozici už od roku 2020.

Nucleus = databázový systém, který používá platforma Omniverse a slouží jako centrální cloudové úložiště dat. Díky němu může více lidí pracovat naráz se stejnými soubory, kdy každý může v reálném čase vidět aktuální verzi, přičemž je k dispozici i verzování souborů pro možnost návratu k dřívějším verzím a správa přístupových práv pro možnost nastavení různých oprávnění pro zajištění potřebného workflow.

Jaké hry lze vylepšit v RTX Remix?

Mezi základní předpoklady RTX Remix patří, aby hra využívala rozhraní DirectX 8 nebo DirectX 9 a pracovala s objekty metodou označovanou jako "fixed function pipeline". Tituly, které vyžadují starší nebo naopak novější verzi DirectX, platformu RTX Remix využít nemohou (resp. nikoli ve stávající verzi, jelikož časem se to může změnit).

Oproti standardním úpravám kódu pro přidávání nových technologií nebo změnu herních assetů zde modder nepotřebuje mít k dispozici zdrojový kód hry, což je velká výhoda. Namísto toho spustí hru, přes RTX Remix zjednodušeně řečeno oskenuje spuštěný herní svět a vytvoří konfigurační soubor s informacemi o tom, co se má po spuštění s tímto konfiguračním souborem jak změnit a jaké assety se mají nahradit za jiné, než dojde k finálnímu vykreslení a zobrazení na obrazovém výstupu (monitoru).

- pro zvětšení klikněte, RTX Remix Runtime -

Jde tak spíše o vytvoření nového konfiguračního profilu hry, kdy v rámci procesu vykreslení dochází ke vkládání (injektování) nových informací. Výhodou tohoto postupu je fakt, že nedochází ke změně funkčnosti herních mechanismů, takže upravená verze hry vytvořená v RTX Remix by neměla ovlivňovat, co se ve hře odehrává, jaké informace se ukládají, nebo jakým způsobem se hraje (pokud samozřejmě nemají provedené změny grafiky přímý vliv na samotný gameplay, což bude příklad třeba u jiné intenzity osvětlení lokací, kdy bylo něco před RTX úpravami více vidět, nebo naopak). Pro vytvoření kvalitnějších verzí textur lze také využít AI přímo v rámci RTX Remix pro zjednodušení práce.

V uplynulých měsících jsme se už v článcích věnovali dvěma konkrétním projektům využívajícím RTX Remix. Tím prvním bylo vydání již dokončeného remasteru Portal: Prelude RTX, který vznikl ve spolupráci s NVIDIÍ (jde o neoficiální prequel k prvnímu dílu Portalu, jehož RTX verze vyšla ještě o něco dříve). A dále jsme tu měli oznámení rozpracovaného komunitního remasteru Half-Life 2 RTX.

NVIDIA přitom zpřístupnila platformu RTX Remix pro veřejnost coby otevřenou betu 22. ledna 2024 (viz její doprovodný článek s podrobnostmi). Krátce poté vyšel 6. února update na dosud poslední verzi 0.4.1. Pokud chcete si RTX Remix sami vyzkoušet, budete potřebovat některou z grafických karet GeForce RTX a uživatelský účet u NVIDIE (pro hraní upravených her pomocí RTX Remix už karta od NVIDIE není nutná, nicméně je otázka, jak to bude s výkonem čipů od jiných výrobců). Následně by Vám mohla pomoci tato videa vysvětlující základy práce v rámci aplikačního rozhraní:

Přestože zatím uběhlo poměrně málo času, řada modderů se už pustila do zkoušení toho, co RTX Remix nabízí. Uvedeme si příklady, které pro demonstraci RTX Remix používá i NVIDIA, a pak se podíváme na několik ukázek modifikací dalších her, jež pochází od různých modderů.

Způsoby implementace ray tracingu

Než se zaměříme na modifikace pomocí RTX Remix, pozastavíme se u samotné technologie ray tracingu. První grafické karty s HW podporou pro ray tracing (RT) v reálném čase byly založené na architektuře GPU od NVIDIE s názvem Turing, jejíž první čipy byly představeny v roce 2018 (GeForce RTX řady 20), viz náš přehled desktopových grafických čipů. Po jejím uvedení se postupně začaly objevovat herní tituly s podporou RT, přičemž ze začátku šlo o updaty už vydaných her, které přidaly RT třeba jen na odrazy nebo stíny, což nemělo příliš velký vliv na vylepšení celkového vizuálu. U odrazů se to navíc někdy kvůli demonstraci nové technologie přehánělo (u kovového brnění to může vypadat efektně, ale u materiálu na podlaze to může působit rušivě).

Byla ale jen otázka času, než se objevily tituly, které nabídly ray tracing i pro globální osvětlení (Global Illumination, RTGI), což je až to, co dokáže výrazně ovlivnit celkový vizuál, viz následující příklady novějších her využívajících RTGI. Pro vysvětlení vlivu RTGI dobře poslouží názorné a velmi podrobné video od Digital Foundry zaměřené na Metro Exodus Enhanced Edition. Zajímavá je i ukázka hry Zaklínač 3: Divoký hon po aplikaci Next Gen updatu, viz náš dřívější článek (platforma RTX Remix v těchto případech nebyla využita):

V souvislosti s RTGI se začal využívat i path tracing, což je jiná metoda využívající princip ray tracingu, u které mají světelné zdroje zjednodušeně řečeno ve výsledku větší vliv na své okolí a používá se pro ni označení "plný ray tracing" (viz vysvětlení rozdílu v podání DF). Vliv path tracingu je vidět nejen u moderních her jako Cyberpunk 2077 nebo Alan Wake 2, ale pro názornost dobře poslouží hry s velmi jednoduchou grafikou, kde pouhá změna způsobu globálního osvětlení více vynikne, jak je vidět v příkladech využití path tracingu v modifikacích her Minecraft a Doom (platforma RTX Remix v těchto případech nebyla využita):

Dále je třeba zmínit, že podobného výsledku lze částečně docílit použitím post process efektu využívajícího screen space shader (např. pomocí ReShade), což se označuje jako SSRTGI. Výhodou takového řešení je jednodušší implementace a nižší nároky na výkon. Nevýhodou ale je, že se zohledňuje jen to, co je zrovna vidět na obrazovce, a už nikoli data, co se nachází mimo ní, takže nejenže není výsledek tak přesný, ale dochází i k výskytu všemožného podivného chování při šíření světla v závislosti na tom, z jakého úhlu se na co díváme, viz názorné ukázky v tomto videu: