Le path tracing est l’une des technologies sur laquelle va beaucoup miser Nvidia dans le futur. Il s’agit d’un mode de calcul de la lumière en temps réel qui a pour but de rendre nos jeux les plus réalistes possibles. Dans ce dossier, on vous explique l’essentiel à savoir sur cette révolution.

En 2019, Nvidia avait introduit la technologie du ray tracing dans le jeu vidéo avec ses cartes graphiques Geforce RTX 20XX. Avec la série RTX 40XX, c’est au path tracing de s'immiscer dans notre loisir préféré. Il s’agit d’une technologie de gestion de la lumière beaucoup plus poussée. Vous avez peut-être déjà croisé ce terme barbare dans quelques jeux et aujourd’hui, on vous explique comment ça marche.

Dans ce dossier, on va faire le point sur cette technologie qui va prendre beaucoup d'importance dans les prochaines années. Le but n’est pas d’entrer dans les détails techniques, ni même de vous assommer de calculs ou de schémas complexes, mais d’expliquer simplement comment ça fonctionne. Un dossier dédié avant tout aux profanes.

Définition, gain visuel, jeux compatibles, on fait le point sur cette technologie.

Qu’est-ce que le path tracing ?

Avant d’expliquer le fonctionnement du path tracing, il faut faire un point sur le ray tracing. Cette technologie a été théorisée dans les années 1960 et permet de gérer la lumière de manière naturelle dans une scène en 3D. Si elle est utilisée depuis longtemps (notamment dans l’animation), elle est arrivée dans le monde du jeu vidéo grand public en 2019 avec les cartes graphiques Nvidia RTX 20XX. Elle est alors calculée en temps réel.

Mais comment ça marche ? Dans une scène 3D, un rayon de lumière est projeté du point de vue de l’utilisateur en ligne droite jusqu’à chaque pixel. Ce rayon rebondit jusqu’à 8 fois et se comporte différemment selon la texture ou la couleur de l’objet rencontré jusqu’à arriver à la source lumineuse. Un chemin inverse par rapport à la réalité, mais qui fait illusion. Conséquence, la lumière est crédible et cela donne une image plus réaliste. Cela se voit notamment dans la gestion des reflets, mais aussi dans le comportement des éclairages.

Le ray tracing n’est pas réservé aux cartes Nvidia dans le gaming, puisque les GPU d’AMD le proposent également, tout comme les consoles PS5 et Xbox Series.

Le path tracing est tout simplement un ray tracing dopé aux hormones. Cette méthode a été théorisée dans les années 1980 et est aujourd’hui incluse dans le jeu vidéo pour le grand public. Avec cette technologie, c’est une multitude de rayons de lumière qui sont envoyés et qui rebondissent de manière aléatoire dans toute la scène jusqu’à ce qu’ils s’estompent. Pour la faire courte, la lumière est gérée presque comme elle l’est dans la vraie vie, et ce en temps réel, notamment avec une meilleure maîtrise des sources indirectes. Les effets de transparences et les ombres sont infiniment plus crédibles. Concrètement, cela donne une image diablement plus réaliste et peut changer tout le ton d’une scène dans un jeu.

Le path tracing n’est que l’évolution logique du ray tracing, à tel point que Nvidia le nomme Full RTX. Bien entendu, l’explication ci-dessus est rapide, voire barbare à certains égards, mais elle vous donne les clés pour comprendre de quoi il en retourne vraiment. Mais attention, cette technologie, aussi séduisante soit-elle, n’est pour l’instant réservée qu’à une toute petite partie des joueurs. En effet, peu de titres sont compatibles et l’activer fait énormément baisser les performances.

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Quelle est la différence visuelle entre le ray tracing et le path tracing ?

Le path tracing est donc du ray tracing amélioré, mais est-ce que visuellement, cela fait une différence ? Eh bien oui, et pas qu’un peu. Prenons plusieurs exemples, comme cette ruelle dans Cyberpunk 2077. Dans la première image, le ray tracing est désactivé et les reflets sont donc quasi-absents.

Dans cette deuxième capture, on constate une nette amélioration au niveau des reflets dans la flaque, mais la différence lumineuse n’est finalement pas si flagrante par rapport à de la rastérisation classique.

Enfin, la troisième image montre un environnement beaucoup plus réaliste au niveau de la gestion lumineuse. Les reflets de la flaque sont plus fins et la lumière mieux gérée. La ruelle est bien éclairée, non seulement par le lampadaire au fond, mais aussi par celui derrière nous. Nous n’avons pas l’impression d’être au même endroit !

Voici un autre exemple. La première image a été capturée avec le ray tracing activé tandis que la deuxième l’a été avec le path tracing. Les flaques sont légèrement plus réalistes, mais c’est surtout la lumière qui change tout. Le sac poubelle n’a aucune raison d’être éclairé de manière naturelle, il se retrouve donc dans l’ombre avec le path tracing.

Voici deux autres exemples pris sur Cyberpunk 2077 :

Le jeu qui exploite le mieux cette technologie est incontestablement Alan Wake 2. Activer le path tracing sur le titre de Remedy apporte non seulement un confort visuel inégalé, mais contribue également à son ambiance pesante. Sur cette image, on constate que le path tracing fait des merveilles au niveau des reflet et de la lumière. Cela se voit au niveau des roues du 4X4 dans la flaque. De même, l’eau sur la route est beaucoup plus réaliste, tout comme les ombres projetées sur le garage.

L’exemple du restaurant est beaucoup plus parlant. Comme on peut le voir, le ray tracing apporte un peu plus de corps à l’image, notamment au niveau des ombres projetées. En revanche, c’est le jour et la nuit avec le path tracing. Non seulement l’ombre des assiettes est incroyablement réaliste, mais la lumière et les reflets projetés à travers la vitre donnent presque l’impression d’être devant un film.

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Quelles sont les cartes graphiques compatibles avec le path tracing ?

Le path tracing peut s’activer avec n’importe quelle carte GeForce RTX compatible ray tracing. Ceux qui préfèrent la team rouge peuvent également en profiter avec les AMD RX 6000. Cependant, il n’est pas conseillé d’activer cette technologie si vous n’avez pas une des dernières cartes sorties. Le path tracing est en effet extrêmement gourmand en ressources et peut rapidement mettre votre GPU à genou.

En réalité, le path tracing est poussé par Nvidia pour une bonne raison : c’est un aperçu du futur. Nul doute que cette fonctionnalité sera mise en avant pour la prochaine ligne RTX 50XX, plus à même de la supporter sans faire cramer votre tour. Une stratégie bien rodée, puisque cela va nous pousser à renouveler notre config.

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Sur quels jeux fonctionne le path tracing et comment l’activer ?

Le path tracing reste pour l’instant très limité dans le monde du jeu vidéo. On peut citer des vieux titres remis au goût du jour par Nvidia en guise de démo technique, comme Minecraft, Quake 2 ou encore Portal RTX, mais aussi des « petits » jeux comme DESORDRE.

Concernant les blockbusters, seuls deux titres en proposent pour le moment. Vous l’aurez deviné, puisque nous en avons parlé longuement ci-dessous : il s’agit de Cyberpunk 2077 et d’Alan Wake 2. Le premier a accueilli le path tracing à la faveur d’une mise à jour, tandis que le deuxième l’avait dès son lancement.

Pour l’activer, rien de plus simple, il suffit de lancer les jeux et d’aller dans leurs paramètres. Cyberpunk 2077 propose des réglages très précis concernant le ray tracing et le path tracing. Ainsi, il est possible de choisir quel reflet de lumière activer (de quoi économiser sur les performances), d’activer le path tracing ou alors de seulement l’activer pour le mode photo, histoire de se la jouer sur les réseaux sociaux.

Même chose pour Alan Wake 2, qui permet d’activer le ray tracing, le path tracing et les effets de transparence de manière séparée.

Dans le futur, de plus en plus de jeux seront compatibles. Ce sera le cas de Black Myth Wukong prévu pour cet été.

Le path tracing, est-ce si gourmand que ça ?

Le path tracing est une technologie très gourmande en ressources. À tel point qu’il n’est possible d’en profiter dans de bonnes conditions qu’avec les cartes les plus puissantes, comme la RTX 4070, 4080 et 4090.

Pour illustrer la perte de performance, nous avons effectué des mesures sur Cyberpunk 2077 et Alan Wake 2 en 4K, avec les graphiques à fond et le DLSS Qualité activé sur notre configuration de test : Intel Core i9-13950 HX, 32 Go de RAM et RTX 4090.

Cyberpunk 2077 :

• Sans RT : 83
• Avec RT : 64
• Avec PT : 35
• Avec PT et Frame Generation : 48

Alan Wake 2

• Sans RT : 72
• Avec RT : 50
• Avec PT : 35
• Avec PT et Frame Generation : 46

Comme on peut le voir, activer la Frame Generation permet de jouer sereinement avec le path tracing activé, rattrapant presque le niveau avec ray tracing. Pour rappel, cette technologie IA (DLSS 3) est disponible uniquement sur les cartes RTX 40XX et permet de « créer » des images entre les frames pour rendre le jeu plus fluide.

Bref, le path tracing est une technologie bluffante, qui fonctionne, mais qui n’est pour l’instant qu’à ses balbutiements.