Le path tracing

Le ray tracing tel qu’on le connaît depuis 2018 est le plus souvent hybride : la rastérisation dessine l’image, et quelques rayons servent à des effets précis, reflets, ombres ou éclairage indirect. Le path tracing va jusqu’au bout de la logique. Toute la lumière de la scène est calculée par des rayons qui rebondissent de surface en surface, comme dans les films d’animation.

Les éditeurs parlent souvent de « ray tracing complet » ou de « full ray tracing ». L’idée est la même, et le constat aussi : c’est le rendu le plus juste disponible en jeu, et de loin le plus gourmand.

01Le principe : suivre la lumière jusqu’au bout

Pour chaque pixel, un rayon part de la caméra et touche une surface. De là, plutôt que de calculer chaque effet séparément, l’algorithme lance un nouveau rayon dans une direction tirée au hasard, selon la nature du matériau. Ce rayon rebondit à son tour, et ainsi de suite. À chaque étape, il récolte la lumière reçue. En moyennant de nombreux chemins, on obtient un éclairage complet : lumière directe, rebonds colorés d’un mur à l’autre, ombres douces, reflets, lumière filtrée par le feuillage.

Le problème, c’est le nombre de chemins. Un film peut en calculer des centaines par pixel, avec des heures par image. Un jeu en lance un ou deux par pixel, des dizaines de fois par seconde. Le résultat brut est une image criblée de bruit.

02Ce qui rend le path tracing possible en jeu

Quatre technologies travaillent ensemble :

1. L’échantillonnage intelligent : des techniques comme ReSTIR réutilisent les meilleurs échantillons d’un pixel à l’autre et d’une image à l’autre, pour gérer des milliers de sources de lumière avec peu de rayons.
2. Le débruitage par IA : Ray Reconstruction de DLSS, sur toutes les GeForce RTX, et Ray Regeneration de FSR Redstone, sur les Radeon RX 9000, remplacent les débruiteurs classiques et conservent mieux les détails.
3. Le cache de luminance : un réseau apprend comment la lumière se propage dans la scène et estime les rebonds lointains sans tous les calculer. AMD le propose en préversion avec FSR Radiance Caching, sur RX 9000.
4. L’upscaling et la génération d’images : le path tracing se calcule presque toujours en définition réduite, puis se reconstruit, et la génération d’images apporte la fluidité.

Côté matériel, les RTX 40 et 50 ajoutent le réordonnancement de l’exécution des shaders (SER) : les rayons partent dans tous les sens, et regrouper les calculs similaires évite de gaspiller la puissance de la carte.

03Les jeux en path tracing

• Cyberpunk 2077 : son mode RT Overdrive, ajouté en 2023, reste la vitrine du genre.
• Alan Wake 2 : path tracing proposé dès sa sortie, avec un éclairage très travaillé.
• Black Myth: Wukong : option de ray tracing complet sur PC.
• Indiana Jones et le Cercle ancien : un mode de ray tracing intégral, en plus du ray tracing obligatoire de base.
• Portal with RTX : la version en path tracing du jeu de Valve, publiée par NVIDIA fin 2022, après Quake II RTX en 2019.

La liste s’allonge chaque année, souvent avec un partenariat NVIDIA, d’où une optimisation d’abord pensée pour les GeForce.

04Quelle carte pour le path tracing

Les GeForce haut de gamme restent la référence : cœurs RT plus nombreux et plus avancés, Ray Reconstruction et génération multi-images sur les RTX 50. La RTX 5070 Ti marque le début du confort en 1440p, la RTX 5090 le sommet en 4K. Les Radeon RX 9000 affichent le path tracing et progressent nettement par rapport aux RX 7000, mais restent en retrait dans les jeux les plus lourds. Pour une RTX 5080 ou une RTX 5070 Ti, prévoyez une alimentation de 850 ou 750 W selon NVIDIA.

À savoir. Le path tracing consomme beaucoup de mémoire vidéo : structures de ray tracing, tampons de débruitage, génération d’images. Les cartes de 8 Go sont hors jeu, et 12 Go deviennent justes en 1440p. Avec 16 Go et plus, vous êtes tranquille.

05Les bons réglages

Activez le path tracing avec Ray Reconstruction quand le jeu le propose, puis DLSS Super Resolution : Qualité en 1440p si la carte suit, Performance en 4K, où les modèles récents gardent une image très propre. Ajoutez la génération d’images seulement si la base reste fluide, sur un écran à fréquence élevée. Sur RTX 50, la génération dynamique de DLSS 4.5 ajuste le multiplicateur jusqu’à 6x pour suivre la fréquence de l’écran.

Le conseil du labo. Si votre carte peine, baissez la définition interne plutôt que de désactiver Ray Reconstruction : un path tracing bien débruité en mode Performance est souvent plus beau qu’un ray tracing hybride en Qualité. Comparez sur une scène de nuit éclairée par des néons, c’est là que la différence saute aux yeux.