تکنولوژی در زمینه کیفیت تصویر به دستاورد های بسیار بزرگی رسیده که دنیای گیمیر ها را بسیار متحول کرده. فناوری RTX به میدان امده تا این شگفتی را به زیبایی به ما نشان دهد. با ما همراه باشید تا با این قابلیت بیشتر اشنا شوید.
رهگیری اثر لحظه ای (Real Time Ray Tracing) یا RTX در صنعت بازی نخستین بار سال ۱۳۹۶ طی مراسم GDC شناسایی شد. یعنی زمانی که بازار های گرافیک ولتا (Volta) گرم بود و چشم براه خبر هایی از معماری گرافیکی بعدی انویدیا بودند.
ناگهان تکنولوژی Real Time Ray Tracing شناسایی شد و قرار شد پس از آن روز یکی از خاصیت های GameWorks باشد. در آن موعد اعلام شد که این فناوری جدید با DXR که به DirectX مایکروسافت وابسته بود حمایت میکند و هدفش رهگیری سیستم روشنایی برای افزایش واقع گرایی در بازی ها است.
به طور خلاصه، رهگیری پرتو (Ray Tracing) روشی برای فرآوری تصاویر آنالوگ به شکل عددی است که این پیشه با رهگیری پیکسل های موجود در عکس ها مسطح و همانند سازی جلوه های محیطی آن به چهره مجازی انجام میشود. همان مانند سازی تماشای چشم انسان از پیرامون است.
برای فهم بهتر، در واقعیت روشنایی از ذرات زیاد ریزی به نام فوتون برپایی شده و فوتون ها بعد از تصادف با سطوح ها در محیط، انعکاس یا دفع میشوند و برآیند اینکه فلورسنس (Fluorescence) یا همان تابندگی آن ها از پیرامون شکل اجسام را در مغز انسان ایجاد میکنند.
این فرایند به قدری تصویر را طبیعی میکند که انگار انسان با چشم خود تصویر را در واقعیت می‌بیند. انویدیا برای همانند سازی این ویژگی از Real Time Ray Tracing بهره‌گیری کرده که البته پیاده سازی دقیق آن کمی غیر ممکن و بلند پروازانه است.
برای همین مهندسین انویدیا آن را بر عکس کردند. یعنی تراشه گرافیکی میلیون ها فوتون فرضی را در یک صحنه در عقیده میگیرد و سپس مشخصات اجسام درون محیط بازی با پروا به فوتون های فرضی موجود در پیرامون بازی انجام میشود.
از همان روز های نخست معرفی این تکنیک، Unreal Engine و Frostbite، اولین موتور های گرافیکی بودند که از این تکنیک برای ساخت تصاویر سه بعدی استفاده کردند و شاید اکثر شما ها در منوی تنظیمات گرافیکی بازی با عباراتی همانند سایه های محلی (Area Shadows)، اجسام براق (Glossy Reflections) و نور پردازی محیطی (Ambient Occlusion) مواجه شده باشید که برای نماشی بهتر از Ray Tracing استفاده میکنند.
مهمترین نقطه ضعف شطرنجی سازی (Rasterization) اینجاست که نمیتوانند رهگیری پرتو انجام دهد. یعنی با مانند سازی سطوح آیینه مشابه مشابه فلزات، مایعات وغیره سخت دارد. در حالی که Ray Tracing با جزئیات دقیقی میتواند این موارد را همانند سازی کند.
رهگیری پرتو خیلی جدید نیست و مشابه شطرنجی سازی از زمان های دوری بوده، ولی بیش از آنکه در صنعت بازی سازی از آن بهره‌گیری شود، در صنعت فیلم و انیمیشن استفاده میشد و چه بسا انگیزه راستین بودن جلوه های ویژه فیلم هایی مثل جنگ ستارگان همین باشد.
تکنیک Super Sampling یکتا از زیر مجموعه های سرشناس Anti-Aliasing برای تفریق سطوح ناهموار و از بین بردن لبه های تیز اشیا و عکس ها سه بعدی داخل بازی است که روشن بودنش میتوانست خفقان سنگینی روی دشوار افزار وارد کند. اکنون که انویدیا در دودمان معماری گرافیکی تورینگ و Ampere کوشش کرده به کمک هسته های هوش مصنوعی جدید به اسم تنسور (Tensor) پیاده سازیِ Super Sampling را به شیوه دیگری سپریدن دهد.
معماری گرافیکی تورینگ (Turing) انویدیا که نامش را از روی نام آلن تورینگ، ریاضی دان، عالم کامپیوتر و رمزنگار برداشته، در دو مدل RTX و GTX استفاده شده که البته هر کدام به دیگری متفاوت است. هسته های کودا توانایی اجرای Ray Tracing به صورت سخت افزاری را نداشتند.
به همین علت، مهندسین انویدیا از معماری های گرافیکی بعدی خودش که در جدیدترین کارت های گرافیک استفاده میشد، دو هسته جدید به اسم RT را معرفی کرد که مخفف Ray Tracing بود این هسته ها در ساحل هسته های هوش مصنوعی تنسور (Tensor) برای پشیبانی از Ray Tracing توسعه پیدا کردند.
به گفته مدیرعامل انویدیا، استفاده از تکنولوژی رهگیری نشان (Ray Tracing) در کارت های گرافیک خرج بالاتری به گیمر تحمیل میکند. هر چند یک گام رو به جلو به سمت واقع گرایی میرود، ولی هزینه زیادی روی دست کاربران گوناگون می‌گذارد. انویدیا مدعی است هسته های Ray Tracing حدوداً ۶ برابر تندتر از هسته های معماری پاسکال عمل میکنند و تمام توسعه دهندگان میتوانند از این هسته های برای تحقیقات علمی، فیلم، انیمیشن و شبیه سازی بهره‌گیری کنند.
