Le bruit du raytracing dans les jeux vidéo

Le raytracing représente une avancée technologique majeure pour le rendu visuel des jeux vidéo, offrant des éclairages, des ombres et des réflexions d’un réalisme inédit. Pourtant, son intégration est souvent accompagnée de compromis, parmi lesquels le bruit visuel occupe une place prépondérante. Qu’il s’agisse de grains, de scintillements ou d’instabilités dans l’image, ces anomalies perturbent parfois l’expérience, malgré les efforts déployés par les développeurs pour équilibrer qualité visuelle et performance.

Des effets à faible résolution

L’une des principales sources de bruit dans le raytracing est l’utilisation d’effets à faible résolution. Pour éviter une surcharge des performances, les développeurs réduisent fréquemment le nombre de rayons calculés par pixel, entraînant des artefacts visibles. Dans Hogwarts Legacy, par exemple, même avec des paramètres graphiques élevés et une résolution 4K native, les reflets générés par le raytracing se révèlent bruyants et instables, surtout sur des surfaces métalliques.

Cette limitation est également visible dans Gotham Knights, où les reflets raytracés sont moins nets et plus instables que les reflets traditionnels basés sur l’espace écran (SSR). Ces imperfections, particulièrement notables en mouvement, illustrent à quel point une faible résolution des effets peut altérer l’expérience visuelle.

Certaines tentatives de compensation, comme l’application de techniques de débruitage, échouent à éliminer ces artefacts. Dans Atomic Heart, notamment, le bruit se manifeste sous forme de scintillements ou de « bouillonnements », des défauts amplifiés par la faible résolution des rayons, rendant les images moins fluides et immersives.

Le bruit visuel granulaire

Le bruit visuel peut aussi prendre la forme de grains ou d’artefacts granuleux qui apparaissent même sur des textures détaillées. Dans Dying Light 2, par exemple, certaines surfaces deviennent granuleuses et instables en mouvement, en particulier dans des environnements sombres. Ces anomalies, bien qu’atténuées à l’arrêt, demeurent problématiques pour les joueurs sensibles à une image propre et nette.

Un autre exemple est Dragon Age: The Veil Guard, où les reflets raytracés sur des surfaces métalliques montrent un grain perceptible, même avec des paramètres ultra. Ce défaut est souvent aggravé lorsque les algorithmes de débruitage sont inefficaces, générant une instabilité visuelle qui contraste avec le reste du rendu.

Enfin, ce bruit peut se traduire par un effet de « bouillonnement » sur des surfaces complexes. Dans Alan Wake 2, par exemple, les sols et les textures montrent des fluctuations visuelles lorsque le joueur se déplace, créant une dissonance visuelle. Ce type de bruit est particulièrement gênant dans les environnements très éclairés, où les défauts sont plus visibles.

La reconstruction de rayons

Pour atténuer ces limitations, des technologies de reconstruction de rayons, comme celle proposée par Nvidia, ont été introduites. Ces outils visent à améliorer la qualité visuelle en réutilisant des données des images précédentes. Cependant, leur efficacité est encore limitée. Dans Cyberpunk 2077, la reconstruction de rayons réduit certains artefacts, mais introduit des reflets flous ou instables lorsque le joueur se déplace rapidement.

Cette instabilité est également visible dans Star Wars Outlaws, où la reconstruction améliore les reflets stationnaires, mais n’arrive pas à maintenir une qualité similaire en mouvement. Ce décalage entre l’image générée et le mouvement du joueur peut créer un effet de déconnexion, altérant l’immersion.

Dans certains cas, ces technologies peuvent même générer de nouveaux défauts. Par exemple, dans Ratchet and Clank: Rift Apart, la reconstruction des rayons entraîne une perte de détails sur les surfaces métalliques, rendant les textures moins réalistes malgré une meilleure gestion des reflets.

Le path tracing pour aller plus loin ?

Le path tracing, une version avancée du raytracing, pousse la qualité visuelle encore plus loin, mais au prix de problèmes semblables. Cette méthode, qui calcule l’éclairage global de manière plus réaliste, engendre souvent un décalage entre les mouvements du joueur et le rendu final. Dans Control, par exemple, certaines réflexions mettent plusieurs images à s’ajuster, ce qui crée une sensation de lenteur.

Dans Indiana Jones et le Cercle ancien, le path tracing améliore grandement l’éclairage et les ombres, mais introduit un bruit supplémentaire dans les zones éclairées. Ce retard dans le rendu peut donner l’impression que les lumières « chargent » après les mouvements, perturbant la fluidité visuelle.

Enfin, le path tracing amplifie généralement les limitations matérielles. Même avec une carte graphique haut de gamme comme la RTX 4090, des jeux comme Cyberpunk 2077 montrent des fluctuations dans l’éclairage global, nécessitant des compromis qui nuisent à l’expérience.

Le raytracing et ses déclinaisons, bien que révolutionnaires, restent des technologies en évolution. Les problèmes de bruit, de faible résolution et d’instabilité visuelle illustrent les défis auxquels les développeurs et les fabricants de matériel sont confrontés. À mesure que les GPU deviennent plus puissants et que les algorithmes de débruitage s’améliorent, ces compromis devraient progressivement s’atténuer, permettant au raytracing de réaliser pleinement son potentiel dans les jeux vidéo modernes.