در بازی های ویدیویی، ردیابی پرتو در درجه اول استفاده می شود بازتاب ها، سایه ها و نور تا حد امکان واقعی طرح کردن. برای اینکه بتوان این موضوع را تضمین کرد، مسیر پرتوهای نور در یک صحنه شبیه‌سازی می‌شود تا بتوان توزیع نور را محاسبه کرد.
در ضمن، ردیابی پرتو می تواند از بازی به بازی دیگر بسیار متفاوت باشد، زیرا همیشه از طیف کامل فناوری گرافیک استفاده نکنید تبدیل می شود. اغلب فقط تا حدی استفاده می شود و سپس فقط برای محاسبه بازتاب در سطوح بازتابنده یا نمایش واقعی سایه ها استفاده می شود. با این حال، در برخی موارد، چندین عملکرد به طور همزمان استفاده می شود، که باعث می شود نتیجه نهایی واقعی تر به نظر برسد.
کدام کارت گرافیک ها از ray tracing پشتیبانی می کنند؟
Raytracing تنها یک مشکل در زمینه سخت افزار رایانه شخصی نیست. کنسول های جدید سونی و مایکروسافت در قالب Xbox Series X و PS5 نیز از فناوری جدید گرافیک پشتیبانی می کنند. با این حال، باز هم بستگی به این دارد که بازی مورد نظر از این فناوری استفاده کند یا خیر. در زیر مجموعه کوچکی از بازی‌هایی است که از ردیابی پرتو در کنسول پشتیبانی می‌کنند:
معایب ردیابی پرتو چیست؟
اما ردیابی پرتویی نیز عوارض خود را دارد. هر کسی که از فناوری گرافیکی جدید استفاده می کند نباید تعجب کند نرخ فریم به طور ناگهانی کاهش می یابد. محاسبات آنقدر پیچیده است که بر عملکرد بازی تأثیر منفی می گذارد. بسته به نوع و میزان اجرای ردیابی پرتو، از دست دادن FPS گاهی قوی تر یا ضعیف تر است.
Shadow of the Tomb Raider: ارائه رسمی ردیابی پرتو
به طور کلی، بین روش های مختلف ردیابی پرتو بر اساس تلاش مورد نیاز برای محاسبه تصویر مربوطه تمایز قائل می شود:
فقط محاسبه پوشش: با این روش، نه سایه و نه روشنایی در محاسبات گنجانده نمی شود – نتیجه تصویری است که صاف به نظر می رسد.
شبیه سازی سایه (فقط با یک پرتو سایه): فقط نور مستقیم و سایه های سخت وجود دارد، بازتاب نور هنوز در نظر گرفته نشده است.
ردیابی اشعه بازگشتی: ما به کار با مرزهای سایه سخت ادامه می دهیم، اما اکنون انعکاس نور لنزهای بازتابنده نیز در نظر گرفته شده است.
ردیابی پرتو پرتو: برای اولین بار سایه هایی وجود دارند که سختی خود را به سمت لبه از دست می دهند، اما لنزهای روشن هنوز به عنوان منبع نور خود عمل نمی کنند.
ردیابی مسیر: حالا اینجا همه چیز جمع می شود. سایه ها به سمت لبه نرم می شوند و اشیاء نورانی به عنوان منبع نور خود عمل می کنند.
حداقل از زمان شروع فروش کارت‌های گرافیک RTX انویدیا در سال 2018، ردیابی پرتو باید برای بسیاری از گیمرها آشنا باشد. اما فناوری گرافیک چیست؟ ردیابی پرتو اساساً یک الگوریتم انسداد محیطی را بر اساس گسیل پرتوها توصیف می کند. هدف اصلی از این کار محاسبه میزان دید اجسام در یک فضای سه بعدی است.
اتفاقاً، از زمان به‌روزرسانی درایور در آوریل 2019، دارندگان کارت‌های گرافیک GTX با معماری پاسکال و تورینگ نیز می‌توانند از ردیابی پرتو استفاده کنند – با این حال، نتایج در نرخ فریم به‌دست‌آمده بسیار از کارت‌های RTX عقب است. در زیر یک نمای کلی از تمام کارت‌های گرافیکی ray tracing پشتیبانی شده از Nvidia آورده شده است:
کدام بازی ها از فناوری گرافیک پشتیبانی می کنند؟
ردیابی پرتوهای شتاب‌دهنده سخت‌افزاری واقعی در حال حاضر فقط توسط کارت‌های گرافیک سری RTX Nvidia پشتیبانی می‌شود. اینها هسته های ردیابی پرتوی اختصاصی دارند که تنها مسئول چنین محاسباتی هستند.
این اثر به ویژه در Cyberpunk 2077 قوی است، که به طور متوسط تنها 20 فریم در ثانیه را در حداکثر تنظیمات و اوردرایو raytracing فعال ارائه می دهد – با جدیدترین سخت افزار، توجه داشته باشید. برای مقابله با این پدیده، توصیه می شود که گزینه DLSS انویدیا را همزمان فعال کنید. در بیشتر موارد، تصویر به این ترتیب سطح جزئیات و وضوح خود را از دست می دهد، اما ممکن است از افزایش قابل توجهی از نظر عملکرد بهره مند شود. در مورد Cyberpunk 2077، FPS حتی می تواند به این ترتیب بیش از چهار برابر شود.
به طور خاص ردیابی مسیر از نظر اجرای فنی بسیار پیچیده است. در نهایت، باید در نظر داشت که پرتوهای نور نه تنها از یک خط مستقیم پیروی می کنند، بلکه می توانند توسط اجسام مختلف در دنیای بازی منعکس یا تغییر مسیر دهند.
در این بین حتی اینتل نیز دوباره وارد بازار کارت گرافیک شده و سری Arc اینتل را در سال 2022 معرفی کرده است. هر مدل باید به طور پیش‌فرض از ردیابی پرتو پشتیبانی کند – این برای مدل‌های سطح ابتدایی و پیشرفته صدق می‌کند. همه اینها ممکن است در نگاه اول کاملاً گیج کننده به نظر برسد، اما در نهایت بازیکنان از چنین رقابت پر جنب و جوشی سود می برند. بنابراین در حال حاضر به نظر می رسد که ردیابی پرتو برای مدتی با ما خواهد بود.
علاوه بر این، هر جسمی که با یک پرتو نور روشن می شود، خود به خود به منبع نور تبدیل می شود و در نتیجه پرتوهای نور خود را تولید می کند که از این به بعد نیز باید محاسبه شود. اما دقیقاً همین امر تضمین می‌کند که گرافیک‌های محاسبه‌شده با استفاده از ردیابی پرتو بسیار باورپذیر به نظر می‌رسند.
در اینجا عکسی نمی‌بینید، اما یک اسکرین شات از نسخه نمایشی RTX Marble. به لطف ردیابی پرتو، سطح جدیدی از واقع گرایی در اینجا به دست می آید. (منبع تصویر: Nvidia)
انویدیا همچنین فهرست کاملی از تمامی بازی‌ها و برنامه‌های دارای ردیابی پرتو دارد.
Xbox Series X و PS5: Raytracing روی کنسول ها نیز وجود دارد؟
در حالی که انویدیا ممکن است اولین سازنده ای باشد که ردیابی پرتو را به توده ها ارائه کرده است، مطمئناً آخرین تولید کننده نخواهد بود. از آنجایی که ردیابی پرتو در اصل یک استاندارد باز است، شرکت های دیگر نیز می توانند از آن استفاده کنند. کارت‌های گرافیک AMD از سری RX 6000 (RDNA 2) همچنین قادر به ردیابی پرتوهای مبتنی بر سخت‌افزار هستند. در نسل جانشین با معماری RDNA 3، شتاب‌دهنده‌های ردیابی پرتوی مربوطه بیشتر بهینه‌سازی شده‌اند که نوید عملکرد بهتر را می‌دهد.
اگرچه کارت‌های گرافیک با هر نسلی قدرتمندتر می‌شوند، در عین حال فناوری‌هایی مانند ردیابی پرتوها پیچیده‌تر و پیچیده‌تر می‌شوند، که باعث می‌شود آنها از نظر محاسباتی حتی فشرده‌تر شوند. بنابراین در پایان روز شما باید بررسی کنید که آیا گرافیک زیباتر یا FPS بیشتر برای شما مهم است.
Intel و AMD: Raytracing دور از پردازنده‌های گرافیکی RTX
به لطف DirectX Raytracing، به اختصار DXR، توسعه دهندگان نرم افزار این امکان را دارند که از raytracing با سخت افزار در رابط گرافیکی DirectX 12 مایکروسافت استفاده کنند. از سال 2018، انویدیا به طور خاص تلاش کرده است تا ارزش ردیابی پرتو را به نمایش بگذارد و دلیل خوبی هم دارد. از این گذشته، آنها با کارت‌های گرافیک RTX خود تراشه‌های گرافیکی ویژه‌ای را ارائه می‌کنند که بیش از همه برای محاسبات ردیابی پرتو در زمان واقعی بهینه‌سازی شده‌اند – تا حدی به لطف سخت‌افزاری که مخصوص این کار طراحی شده است. از زمانی که این فناوری برای اولین بار ظاهر شد، اتفاقات زیادی افتاده است و بازی های بیشتری از این فناوری استفاده می کنند. می توانید چند نمونه را در نمای کلی زیر بیابید:
از زمان عرضه کارت‌های گرافیک GeForce RTX انویدیا، ردیابی اشعه بر روی لبان همه بوده است. اما به هر حال ردیابی پرتو چیست؟ دقیقاً چگونه کار می کند و چه بازی هایی در حال حاضر پشتیبانی می شوند؟ GIGA این را به شما می گوید و بیشتر.
Raytracing: فناوری گرافیک می تواند این کار را انجام دهد
مهم‌تر از همه، بازی‌های سخت گرافیکی مانند Shadow of the Tomb Raider از ردیابی پرتو بهره می‌برند، همانطور که این ویدیو به طرز چشمگیری نشان می‌دهد:
