Ray tracing merupakan teknologi rendering modern yang digunakan untuk menciptakan gambar dengan cara mendeteksi lajur cahaya yang ada di dalam gambar dan mensimulasikan interaksi cahaya tersebut dengan objek virtual. Akhir-akhir ini ray tracing sedang sering diperbincangkan karena perusahaan graphics processing unit (GPU) ternama Nvidia telah meluncurkan graphic card terbaru mereka dengan tipe RTX 2080. Tipe tersebut sudah menggunakan teknologi ray tracing.

Semua GPU yang diproduksi oleh Nvidia sangatlah terkenal di bidang perindustrian game. Hal ini dikarenakan Nvidia selalu menawarkan performa dan teknologi terdepan yang dapat me-render grafik dalam sebuah game dengan sangat baik.

Algoritma yang biasa dipakai oleh game modern adalah rasterization dimana, code pada game tersebut akan mengirim perintah langsung kepada GPU untuk menggambar objek virtual menggunakan polygon. Setelah polygon-polygon digambarkan, polygon tersebut akan diproses atau diterjemahkan (rasterize) menjadi pixel. Pixel kemudian diproses menggunakan shaders untuk menghasilkan efek cahaya, warna, dan tekstur pada pixel yang akan menghasilkan frame. Proses ini kemudian dilakukan 30-60 (bisa juga lebih) kali per detik untuk mendapatkan pergerakan di dalam game, yang akrab disebut 30 frame per second (fps) dan 60 fps.

Teknik rasterize memiliki kelemahan, dimana sulitnya mensimulasikan pergerakan serta perpantulan cahaya dengan objek virtual, hal ini disebabkan karena metode ini perlu memproses setiap polygon menjadi pixel kemudia menjadi frame. Teknik Ray Tracing dapat memecahkan masalah ini dengan mudah.

Teknologi ini sudah sering diterapkan pada film layar besar yang menggunakan CGI, seperti misalnya Animasi Pixar dan Disney (Monster Inc, Frozen, Big Hero Six). Meskipun teknologi ini sangat efektif dalam mensimulasikan cahaya, seperti yang kita ketahui cahaya tidak hanya terdiri satu garis melainkan triliun photon. Proses untuk mensimulasikan triliun perpantulan dan pergerakan cahaya membutuhkan resource komputasi yang sangat besar, otomatis biaya yang diperlukan juga mahal. Oleh sebab itu, hanya perusahaan yang memiliki modal sangat besar dapat menggunakan ray tracing dalam animasi mereka.

Maka dari itu, ray tracing yang biasa digunakan pada game hanya mensimulasikan garis cahaya yang tertembak dari kamera atau perspektif pengguna terhadap objek virtual kemudian, jika ada sumber cahaya lain, baru akan dipantulkan lagi kepada kamera atau perspektif pengguna. Teknologi ini dapat menghasilkan visual dan efek cahaya serta efek pantulan yang sangat baik sehingga menambahkan faktor realisme dalam foto, video, animasi, dan game.

Gambar 1. Contoh gambar yang menggunakan teknologi ray tracing

Berdasarkan gambar di atas, dapat dilihat refleksi cahaya dapat terlihat di permukaan bola. Sedangkan gambar di bawah ini merupakan beberapa contoh gambar pada animasi dan game saat teknologi ray tracing dinyalakan dan dimatikan.

Gambar 2. Contoh lain yang menggunakan teknologi ray tracing dalam suatu animasi

 

Gambar 3. Contoh pengimplementasian ray tracing pada sebuah game. (a) hasil gambar saat teknologi ray tracing dalam kondisi mati, sedangkan (b) hasil gambar saat teknologi ray tracing dalam kondisi menyala.

Author          : Albert Miliano (1901459711)
Supervisor   : Dewi Suryani (D5878)