با معرفی نسل جدید کارت‌های گرافیک شرکت انویدیا (Nvidia)، فناوری رهگیری پرتو (Ray Tracing) بار دیگر بر سر زبان‌ها افتاد. اما این فناوری و تکنیک واقعا چیست، چه کارهایی انجام می‌دهد و آیا کارت‌های گرافیک نسل جدید شرکت انویدیا می‌توانند این قابلیت را به درستی به نمایش بگذارند؟ برای دریافت پاسخ این سوال‌ها با وینفون همراه باشید.

صنعت بازی‌های ویدیویی از هر وجه و جنبه‌ای در حال پیشرفت و ترقی است؛ پیشرفتی که توقف ناپذیر به نظر می‌رسد و سرعت آن در هر لحظه افزایش می‌‌یابد. با این حال، سرعت پیشرفت بازی‌های ویدیویی از جنبه فنی، گرافیکی و بصری به نسبت، بالاتر از جوانب دیگر است. تا همین چند سال پیش، پالیگان‌ها و چند ضلعی‌های اشیاء و شخصیت‌های درون بازی را می‌شمردیم و مقایسه می‌کردیم اما حالا، جریان کاملا متفاوت است و فناوری‌ها و سخت افزارهای مختلف آن قدر گسترده و پیچیده شده‌اند که به این سادگی‌ها نمی‌توان قدرت و قابلیت‌ها و کارکردهای آن‌ها را درک کرد و فهمید. با معرفی نسل جدید سخت افزارها، قابلیت‌ها و ویژگی‌های جدیدی نیز به دنیای بازی‌ های ویدیویی معرفی می‌شود و حالا با معرفی سری کارت‌‌های گرافیک شرکت انویدیا، یعنی RTX 2000، این شرکت ادعا کرده که می‌تواند فناوری و تکنیک Ray Tracing را به صورت Real Time پردازش و وارد بازی‌ها کند. روی کاغذ، همه چیز انقلابی بودن Ray Tracing را نشان می‌دهد اما آیا این فناوری در عمل هم می‌تواند موفق ظاهر شود؟

اول از همه اجازه دهید به سراغ بحث اصلی این مقاله برویم؛ Ray Tracing دقیقا چیست؟ Ray Tracing در واقع یک روش نوین و بسیار پیشرفته برای رندر کردن سایه‌ ها، نورپردازی‌ و بازتاب‌ها درون یک صحنه است. اصل و اساس این فناوری جدید نبوده و بسیاری از فیلمسازان و انیمیشن سازان در گذشته با استفاده از این تکنیک رندر، صحنه‌های زیبا و سینمایی بسیاری را خلق کرده‌اند. نکته جدید برای فناوری Ray Tracing، حضور Real Time آن درون بازی‌های ویدیویی است که تا به حال دیده نشده است. استفاده از تکنیک Ray Tracing، به طور کلی نیازمند سرورهای گسترده برای پیش رندر (Pre Render) کردن گرافیک است و همین موضوع باعث می‌شود تا فکر پردازش این فناوری به صورت Real Time، تا همین چند سال پیش به مانند یک رویا به نظر برسد اما حالا با فناوری و سخت افزار جدید شرکت انویدیا، می‌توانیم Ray Tracing را درون خانه‌ها؛ درون جعبه کنسول یا کیس خود داشته باشیم و از آن لذت ببریم. البته فکر نکنید که این نوآوری تا ابد در انحصار انویدیا خواهد بود و شرکت‌ AMD نیز در حال آغاز بهره گیری از آن است.

بیایید در مورد Ray Tracing کمی دقیق تر و تخصصی تر صحبت کنیم. Ray Tracing یک تکنیک رندرینگ است که افکت‌های نورپردازی بسیار واقع گرایانه‌ ای تولید می‌کند؛ یک الگوریتم که می‌تواند پرتو نور را دنبال کرده و نحوه تعامل نور با اشیا و عناصر مصنوعی و مجازی را به مانند فیلم‌ های CGI تعیین نماید. در سال‌های اخیر، سرعت پیشرفت نورپردازی در عناوین مختلف بسیار زیاد بوده و شاهد نورپردازی مبتنی بر فیزیک یا موارد دیگر مانند Volumetric Lighting بودیم اما Ray Tracing در واقع خیلی مربوط به منشا نور نیست، بلکه به تعامل آن با محیط اطراف بستگی دارد و حالا با وجود فناوری جدید انویدیا، نورپردازی، بازتاب‌ها و سایه‌ها می‌ توانند خیلی بهتر و واقع گرایانه‌ تر به نظر برسند. الگوریتمی که پیشتر از آن گفتیم، به این صورت کار می‌کند که زمانی که نور به هر سطحی برخورد می‌کند، تعامل و تاثیر آن را دقیقا به همان صورتی که چشم انسان آن را می‌بیند، محاسبه کرده و سایه‌ها و بازتاب‌ها را به تبعیت از آن، نمایش می‌دهد.

با در اختیار داشتن توان سخت افزاری کافی، می‌توان تکنیک Ray Tracing را به صورت Real Time به تصویر کشید و از زیبایی‌های یک تصویر CG به وجود آمده توسط آن لذت برد اما مشکل بر سر راه این فناوری، دقیقا همین جا است! نمایش دادن Ray Tracing به صورت ریل تایم حتی روی رایانه‌های شخصی قدرتمند و پرخرج نیز با چالش‌هایی همراه است و عدم توانایی کنسول‌های فعلی در پردازش آن نیز کاملا واضح به نظر می‌رسد. استودیوهای سازنده فیلم‌ها، سریال‌های تلویزیونی و انیمیشن‌های CGI، از Ray Tracing برای واقع گرایانه کردن تصویر خود استفاده می‌کنند اما آن‌ها برای انجام این کار، یک مجموعه سرور بزرگ یا رایانه‌های ابری را برای پیش پردازش این فناوری در اختیار دارند و با وجود چنین امکانات و شرایطی نیز پردازش Ray Tracing می‌تواند روندی طولانی و پر دردسر داشته باشد. حال، فرض کنید که این فناوری بدون استفاده از سرورهای گسترده و رایانه‌های ابری (Cloud Camputers) و تنها با استفاده از سخت افزار‌های تولید شده گیمینگ، می‌تواند به مانند یک رویا باشد!

حال، شاید برایتان سوال پیش بیاید که بازی‌های ویدیویی، تا کنون و بدون استفاده از فناوری Ray Tracing، چگونه نور و تعامل آن با محیط را نمایش می‌دادند؟ بازی‌های ویدیویی به صورت استاندارد، از تکنیک کشش یا rasterization استفاده می‌کنند که روش بسیار سریع تری برای دریافت نتیجه و رندر کردن گرافیک کامپیوتری محسوب می‌شود. با این روش، گرافیک سه بعدی به پیکسل‌های دو بعدی تبدیل می‌شوند و ما آن‌ها را درون قابل تلویزیون یا نمایشگرهای خود مشاهده می‌کنیم. از طرفی، تکنیک rasterization به شیدرها (Shaders) نیاز دارد دارد تا بتواند افکت‌های نورپردازی مشابه به واقعیت را ارایه نماید. نتیجه کار با rasterization با این که در مواقعی می‌تواند شگفت انگیز باشد، اما هرگز نمی‌تواند به سطح بصری و واقع گرایانه بودن فناوری Ray Tracing برسد.

پیش از آن که به سراغ سنجیدن عیار سری جدید کارت‌های گرافیک انویدیا در قبال رندر کردن فناوری Ray Tracing برویم، اجازه بدهید تا با یک بررسی کوچک توضیح بدهیم که در حال حاضر چه شرکت‌هایی برروی این فناوری کار می‌کنند و می‌خواهند آن را به یک استاندارد تبدیل نمایند. شاید بتوان در اولین قدم، شرکت مایکروسافت (Microsoft) را دخیل در پروژه Ray Tracing دانست. این شرکت بزرگ خیلی زود، DirectX Ray Tracing یا همان DXR را در DirectX 12 API معرفی کرد و همچنان با قرار دادن این فناوری در اختیار توسعه دهندگان و بازی‌سازان مختلف، در حال تلاش برای ایجاد ساختار و بستری مناسب برای این فناوری است. فعالیت مایکروسافت در زمینه Ray Tracing زمانی جالب تر می‌شود که بدانیم شایعات منتشر شده در مدت اخیر، خبر از پشتیبانی کنسول نسل بعدی ایکس‌باکس از Ray Tracing می‌دهد و امکان دارد ایکس‌باکس نسل آینده، تصاویری به شدت واقع گرایانه‌ را به ما نمایش دهد. در کنار مایکروسافت، شرکت‌های دیگری مانند Electronic Arts (با موتور فراست بایت و بازی Battlefield 5) و Square Enix (با بازی Shadow of The Tomb Raider) نیز تا کنون به سراغ Ray Tracing رفته‌اند و آن را در دسترس بازی‌بازان قرار داده‌اند. با مشاهده دموی زیر، با کارکرد این فناوری بیشتر آشنا شوید:

اگر یادتان باشد، پیشتر گفتیم که رندر کردن Ray Tracing به صورت ریل تایم، بسیار پرتقاضا است و در برخی از مواقع، شاید حتی کارت‌های گرافیک جدید شرکت انویدیا نیز برای پردازش آن، جا بمانند. این مسئله به وضوح در تست‌های بازی Battlefield 5 دیده شد و این عنوان روی قدرتمند ترین سخت‌ افزارها نیز نمی‌توانست به نرخ فریم و عملکرد مطلوبی دست پیدا کند. شرکت انویدیا خیلی سریع و در اولین قدم، با عرضه به‌روزرسانی برای کارت‌های گرافیک خود، عملکرد بازی‌ها را به طرز قابل ملاحظه‌ای بالا برد و در طرف دیگر، یکی از قابلیت‌های جدید سری کارت‌های جدید انویدیا، DLSS یا Deep Learning Super Sampling محسوب می‌شود که قطعا نمی‌خواهیم در این مطلب در مورد آن صحبت کنیم اما این قابلیت فوق‌العاده، می‌تواند فضای پردازشی بسیاری را برای کارت‌های گرافیک جدید انویدیا خالی کند.

در طرف دیگر، شرکت AMD قرار می‌گیرد که به تازگی GPU جدید خود را با نام Radeon VII معرفی کرده که قدرتمند ترین پردازنده گرافیکی 7 نانومتری محسوب می‌شود. با وجود معرفی کارت گرافیک جدید، شرکت AMD خیلی به فناوری Ray Tracing اشاره‌ای نمی‌کند و به نظر می‌رسد که به اندازه انویدیا، روی آن تمرکز نکرده است. با این حال، این شرکت قطعا با پردازنده گرافیکی 7 نانومتری خود قصد دارد تا رقابت نزدیکی با انویدیا داشته باشد و حتما از Ray Tracing بهره خواهد برد.

اما در انتها قصد داریم تا به عملکرد کارت‌های گرافیک جدید شرکت انویدیا برای به تصویر کشیدن فناوری Ray Tracing بپردازیم. شاید در حال حاضر، بهترین عنوانی که بتوان آن را برای به نمایش گذاشتن فناوری Ray Tracing معرفی کرد، بازی Battlefield 5 باشد. با این که در ابتدا، عملکرد کارت‌های RTX 2080 و RTX 2080Ti در برخورد با Ray Tracing خوب و قابل قبول نبود، اما انویدیا با عرضه به‌روزرسانی‌های کارا و مفیدی، عملکرد کارت‌های خود را بالا برد و بهینه کرد. با این که تجربه بازی Battlefield 5 با فناوری Ray Tracing بسیار خارق العاده‌، تحسین برانگیز و البته همه جانبه و غرق کننده است، اما این قطعا تمام چیزی نیست که از Ray Tracing خواهیم دید. حتما دموی بالا از فناوری Ray Tracing را مشاهده کردید که به صورت Real Time و با استفاده از جدید‌ترین کارت‌های گرافیک انویدیا به نمایش درمی‌آید. این دموی زیبا که به مانند یک فیلم سینمایی یا یک فیلم CGI به نظر می‌رسد، شاید هدفی است که انویدیا و تمام افرادی که حول محور Ray Tracing کار می‌کنند، قصد دارند به صورت کامل به آن دست یابند.

شاید برایتان جالب باشد که پردازنده‌های گرافیکی جدید انویدیا، چگونه از پسِ دموی Star Wars برمی‌آیند؟ کارت گرافیک RTX 2080Ti می‌تواند این دمو را با رزولوشن 4K، در بدترین حالت با نرخ فریم حدود 25 و در بهترین حالت، با نرخ فریم کمتر از 40 بر ثانیه به نمایش درآورد (واضح است که عملکرد با پایین آمدن رزولوشن، به طرز محسوسی افزایش می‌‌یابد). با تمام این تفاسیر، این تنها یک دمو است و محاسباتی مانند هوش مصنوعی، محیط‌های چند قسمتی و بسیاری از موارد دیگر را مانند یک بازی ویدیویی در خود ندارد و اصلا نمی‌توان آن را به عنوان پردازش یک بازی ویدیویی به حساب آورد. با این حال، قطعا در سال‌های آینده، می‌توانیم شاهد بازی‌های ویدیویی با چنین جلوه‌های بصری پیشرفته‌ای باشیم که به لطف فناوری Ray Tracing حاصل می‌شوند.

Ray Tracing شاید فناوری گران و پر هزینه‌ای برای بازی‌بازان و افراد مختلف به حساب بیاید اما قطعا استفاده درست از آن‌ درون بازی‌های ویدیویی، می‌تواند تصاویری فوق‌العاده و غرق کننده‌ را به ما نمایش دهد. پردازش ریل تایم این فناوری، تازه در قدم‌های نخست خود قرار دارد و قطعا با گذشت زمان، از آن بیشتر خواهیم شنید. همانطور که پیش از این گفته شد، احتمال دارد که سخت افزار کنسول‌ نسل بعد شرکت مایکروسافت نیز از Ray Tracing پشتیبانی کند و برای اولین بار، این فناوری را روی کنسول‌ها مشاهده کنیم. یکی از عناوین آینده که می‌توان به حضور قدرتمند Ray Tracing در آن امیدوار بود، بازی Metro Exodus محسوب می‌شود که در مشخصات سیستم مورد نیاز برای اجرای آن نیز در حالت Extreme، نام کارت گرافیک RTX 2080Ti، برای پردازش Ray Tracing ذکر شده بود.

نظر شما در مورد فناوری Ray Tracing چیست؟
23 پست
اشکان عالی‌خانی
مطالب مرتبط
تبلیغات
در مای نوکیا بخوانید
دیدگاه کاربران
win
پاسخ دهید یکشنبه 14 بهمن 1397

وقتی نسل بعدی ایکس باکس از تراشه های کمپانی AMD (که همیشه در برابر انویدیا و اینتل یک بازنده بوده و تنها برگ برنده اش قیمت کمتر بوده) استفاده خواهد کرد چگونه میتونیم امید به استفاده از این فناوری داشته باشیم؟ چون حتی ای ام دی اشاره ای هم به این مساله نکرد و احتمالا انویدیا چندین ساله که روی این فناوری متمرکز شده و تازه نتیجه رو دیدیم و ای ام دی با درامد کمش سالها نمیتونه این تکنولوژی رو بکار بگیره. بنا براین ایکس باکس و پلی استیشن باید نسل بعدی رو با پردازنده اینتل و گرافیک انویدیا عرضه کنند. ممنون بابت مطلب

اشکان عالی‌خانی
پاسخ دهید سه شنبه 16 بهمن 1397

استفاده‌ شرکت‌های سونی و مایکروسافت از سخت افزار شخصی‌سازی‌ شده AMD قطعا بهترین تصمیم محسوب میشه. این تراشه‌ها علاوه بر داشتن قیمت کمتر که نکته حیاتی برای کنسول‌های بازی به شمار میره، به بهترین شکل ممکن توازن رو بین GPU و CPU برقرار می‌کنند و نتیجه خوبی رو به همراه دارن.
اما در مورد استفاده AMD از فناوری Ray Tracing حرف‌های شما تا حدودی درسته… شرکت AMD تا به حال صحبت زیادی از این فناوری نکرده اما این رو فراموش نکنید که مایکروسافت با ایکس‌باکس وان ایکس به همه ما نشون داد که ترسی از اسمبل کردن یک سخت افزار قدرتمند و با قیمت بالاتر از حد رقابتی نداره و از اونجایی که شایعات در مورد نسل بعدی کنسول‌های مایکروسافت، رده‌های بالایی رو نشونه گرفتن، اصلا بعید نیست که ایکس‌باکس بعدی بتونه از پس Ray Tracing بربیاد. این نکته رو یادمون نره که پردازش ریل تایم این فناوری با تمام پردازنده‌های گرافیکی ممکنه ولی فقط پردازنده‌هایی با پهنای باند بالا و نوع سریع حافظه‌ها (مثل GDDR6) می‌توانند آن را به نحو احسن به نمایش بگذارند.

برای نوشتن دیدگاه می توانید به حساب کاربری خود وارد شوید ورود ارسال نظر به صورت مهمان
برچسب ها: , , , , , , , ,