اخیراً نسخه ی نمایشی از Epic، سازندگان موتور بازی سازی Unreal، به خاطر جلوه های نورپردازی واقع گرایانه اش، باعث احساس غرور خود شده است. این تکنیک گام بزرگی برای ردیابی پرتو است. اما به چه معنا است؟
کاری که Ray Tracing انجام می دهد
به زبان ساده، ردیابی پرتویی روشی است که یک موتور گرافیکی برای محاسبه چگونگی تأثیر منابع نور مجازی بر موارد موجود در محیط خود استفاده می کند. این برنامه به معنای واقعی کلمه پرتوهای نور را با استفاده از محاسبات ایجاد شده توسط فیزیکدانانی که نحوه رفتار نور واقعی را مطالعه می کنند، ردیابی می کند.
موتورهای گرافیکی مانند Unreal یا Unity از ردیابی پرتو برای ارائه افکت‌های نوری واقعی – سایه‌ها، بازتاب‌ها و انسدادها – استفاده می‌کنند، بدون اینکه نیازی به ارائه آن‌ها به‌عنوان اشیاء مجزای خود داشته باشند. اگرچه از نقطه نظر پردازشی نسبتاً فشرده است، اما استفاده از آن برای ارائه تنها آنچه دوربین (یعنی پخش کننده) باید در هر لحظه ببیند به این معنی است که می تواند کارآمدتر از سایر روش های قدیمی تر شبیه سازی نور واقعی در محیط های مجازی باشد. جلوه‌های نوری خاص در یک صفحه دو بعدی در منظر بیننده ارائه می‌شوند، نه دائماً در سراسر محیط.
همه اینها با ریاضیات بسیار پیچیده ای به دست می آید، هم از نظر تعیین نحوه رفتار نور مجازی و هم اینکه چقدر از این جلوه ها در هر زمان معین برای بیننده یا بازیکن قابل مشاهده است. توسعه‌دهندگان می‌توانند از نسخه‌های پیچیده‌تر تکنیک‌های مشابه استفاده کنند تا سخت‌افزاری کمتر قدرتمند یا گیم‌پلی سریع‌تر و روان‌تر را در نظر بگیرند.
مرتبط:بهترین کارت گرافیک برای ویرایش ویدیو چیست؟ انویدیا یا AMD
ردیابی پرتو یک رویکرد کلی به گرافیک است تا هر تکنیک خاصی، اگرچه دائماً اصلاح و بهبود یافته است. می‌توان از آن در گرافیک‌های از پیش رندر شده، مانند جلوه‌های ویژه‌ای که در فیلم‌های هالیوودی دیده می‌شود، یا در موتورهای بلادرنگ، مانند گرافیک‌هایی که در وسط گیم‌پلی در طول یک بازی رایانه شخصی می‌بینید، استفاده کرد.
در Ray Tracing چه چیزی جدید است؟
نسخه ی نمایشی که اخیراً در اخبار منتشر شده است، نمونه ای است که در ویدیوی زیر مشاهده می شود، یک طرح کوتاه از جنگ ستارگان که شامل چند طوفان با زمان بندی بسیار بد است. هفته گذشته در کنفرانس توسعه دهندگان بازی به نمایش گذاشته شد. این بازی توسط Epic Games (سازندگان موتور فراگیر Unreal Engine) با همکاری NVIDIA و Microsoft ساخته شده است تا تکنیک‌های جدید ردیابی اشعه را به نمایش بگذارد.
خارج از زمینه، این فقط یک ویدیوی مسخره است. اما نکته مهم این است که در زمان واقعی رندر می شود، مانند یک بازی ویدیویی، نه از قبل مانند یک فیلم پیکسار. ویدیوی زیر مجری را نشان می‌دهد که دوربین را با کنترل‌های بی‌درنگ روی صحنه بزرگ‌نمایی می‌کند، چیزی که با گرافیک‌های از قبل اجرا شده امکان‌پذیر نیست.
از نظر تئوری، اگر رایانه بازی شما به اندازه کافی قدرتمند باشد، می تواند با استفاده از جلوه های نورپردازی جدید ray tracing در نسخه آتی نسخه نمایشی Unreal، گرافیکی مانند آن را در هر بازی ایجاد کند.
این فناوری واقعاً می درخشد (دریافت؟) زیرا این نسخه ی نمایشی خاص شامل تعداد زیادی سطوح بازتابنده و آینه ای با هندسه نامنظم است. نحوه انعکاس محیط را در پنل‌های منحنی زره کروم‌کاری شده Captain Phasma بررسی کنید. به همان اندازه مهم، توجه داشته باشید که چگونه به طرز مبهوت‌تر و پراکنده‌تری از زره سفید طوفان‌بازان عادی منعکس می‌شود. این سطحی از نورپردازی واقعی است که امروزه در بازی ها موجود نیست.
آیا بازی‌های من را عالی جلوه می‌دهد؟
خوب، بله – در شرایط بسیار خاص. این سطح پیشرفته ردیابی پرتو، ارائه جلوه‌های نوری چشمگیرتر را برای بازی‌های ویدیویی آسان‌تر می‌کند، اما در واقع ساختار چند ضلعی گرافیک را با جزئیات بیشتر نمی‌کند. وضوح بافت ها را افزایش نمی دهد، یا سیالیت انیمیشن ها را افزایش نمی دهد. به طور خلاصه، نورپردازی را واقع بینانه جلوه می دهد، و همین.
نسخه ی نمایشی بالا به ویژه دراماتیک است زیرا توسعه دهندگان شخصیت ها و محیط هایی را انتخاب کردند که تقریباً هر سطحی در آن می تابد یا نور را منعکس می کند. اگر از همین فناوری برای بازنمایی مثلاً قهرمان سریال The Witcher در حال سوار شدن بر اسبش در حومه شهر استفاده کنید، به جز شمشیر و شاید مقداری آب، هیچ سطح بازتابی عمده ای را نخواهید دید. مهمتر از همه، تکنیک های ردیابی پرتوها برای بهبود رندر پوست، خز اسب، چرم لباس او و غیره کمک زیادی نمی کند.
سرفصل‌هایی که از این تظاهرات به دست آمد و ادعا می‌کردند که منجر به «گرافیک فیلم پرفروش» می‌شود، کمی هذل‌انگیز بود – اگر در حال بازی در یک سطح در سالن آینه‌ها باشید، ممکن است درست باشد، اما همین.
چه زمانی این چیزها را در بازی‌هایم ببینم؟
نمایش GDC نمونه ای از یک تکنیک اختصاصی ردیابی پرتو به نام RTX بود که اکنون توسط NVIDIA توسعه یافته است. قرار است در سری بعدی کارت‌های گرافیک رده بالای GeForce که در حال حاضر شایعه شده است در اواخر امسال با شماره مدل 20XX عرضه شود، عرضه شود. مانند سایر فناوری‌های گرافیکی اختصاصی، مانند PhysX NVIDIA، احتمالاً برای بازیکنانی که از کارت‌های گرافیکی سایر سازندگان استفاده می‌کنند، در دسترس نخواهد بود.
همانطور که گفته شد، RTX همچنین از یک ویژگی جدید سیستم DirectX API به طور خاص برای ردیابی پرتو (که توسط مایکروسافت raytracing نامیده می شود) استفاده می کند. بنابراین در حالی که نسخه‌های نمایشی خاص بالا با همکاری Epic و NVIDIA هستند، هیچ چیز مانع تولیدکنندگان رقیب مانند AMD و Intel از ایجاد سیستم‌های مشابه با نتایج مشابه نمی‌شود .
به بیان ساده، می‌بینید که بازی‌های رایانه‌های شخصی سطح بالا در اواخر سال 2018 و ابتدای سال 2019 شروع به استفاده از این تکنیک‌ها می‌کنند. گیمرهایی که در آن زمان روی کارت‌های گرافیکی جدید سرمایه‌گذاری می‌کنند، بیشترین مزیت را خواهند دید، اما اگر قبلاً داشته‌اید یک سیستم بازی پیشرفته، ممکن است بتوانید از برخی از این جلوه ها در بازی های سازگار با DirectX بر روی سخت افزار فعلی خود استفاده کنید.
به دلیل زمان طولانی توسعه و اهداف سخت افزاری ثابت، بازیکنان کنسول تا چند سال دیگر، این گرافیک های پیشرفته را نخواهند دید تا دور بعدی کنسول های بازی منتشر شود.
