اگر در سال‌های اخیر اخبار مربوط به کارت‌های گرافیک، کنسول‌های نسل نهم یا بازی‌های جدید را دنبال کرده باشید، احتمالاً بارها با اصطلاح Ray Tracing یا ری تریسینگ روبه‌رو شده‌اید. این فناوری یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌های صنعت گرافیک محسوب می‌شود که کیفیت نورپردازی، سایه‌ها و بازتاب‌ها را به سطحی بسیار نزدیک به دنیای واقعی رسانده است. اما ری تریسینگ دقیقاً چیست، چگونه کار می‌کند و آیا ارزش کاهش نرخ فریم برای تجربه‌ای واقع‌گرایانه‌تر را دارد؟ در ادامه به طور کامل این فناوری را بررسی می‌کنیم.
ری تریسینگ (Ray Tracing) یک فناوری رندر گرافیکی است که مسیر حرکت نور را شبیه‌سازی می‌کند. برخلاف روش‌های سنتی که تنها ظاهر نور را به صورت تقریبی نمایش می‌دهند، ری تریسینگ رفتار واقعی پرتوهای نور را از لحظۀ خروج از منبع نور تا برخورد با اجسام، انعکاس، شکست و رسیدن به چشم بیننده محاسبه می‌کند.
در نتیجه، صحنه‌های بازی بسیار طبیعی‌تر به نظر می‌رسند و جزئیاتی مانند انعکاس روی شیشه، سایه‌های نرم، نورپردازی محیط و حتی رنگ‌هایی که از یک سطح به سطح دیگر بازتاب می‌شوند، با دقت بسیار بیشتری نمایش داده می‌شوند. این فناوری به سرعت محبوبیت بالایی به دست آورد به گونه‌ای که کنسول‌های نسل نهم مانند پلی استیشن پرو به آن مجهز شدند.
Ray Tracing چگونه کار می‌کند؟
در دنیای واقعی، میلیاردها پرتو نور در هر لحظه در حال حرکت هستند. ری تریسینگ تلاش می‌کند همین فرآیند را در محیط دیجیتال شبیه‌سازی کند. به طور ساده، مراحل عملکرد آن شامل موارد زیر است.
این فرآیند برای میلیون‌ها پیکسل در هر فریم انجام می‌شود و به همین دلیل نیازمند توان پردازشی بسیار بالاست.
تفاوت Ray Tracing با روش‌های سنتی رندر
قبل از فراگیر شدن ری تریسینگ، تقریباً تمام بازی‌ها از فناوری Rasterization استفاده می‌کردند. در Rasterization نورها و سایه‌ها به صورت تقریبی شبیه‌سازی می‌شوند تا فشار کمتری روی سخت‌افزار وارد شود. این روش سرعت بسیار بالایی دارد اما محدودیت‌هایی نیز ایجاد می‌کند. مهم‌ترین تفاوت‌های این دو فناوری عبارتند از:
به همین دلیل بسیاری از بازی‌های امروزی از ترکیبی از هر دو فناوری را استفاده می‌کنند تا تعادل مناسبی بین کیفیت تصویر و عملکرد برقرار شود.
مهم‌ترین مزایای Ray Tracing
به ویژه در بازی‌های داستانی، این فناوری باعث می‌شود محیط‌ها بسیار زنده‌تر و باورپذیرتر به نظر برسند.
انواع Ray Tracing در بازی‌ها
همۀ بازی‌ها از تمام قابلیت‌های ری تریسینگ استفاده نمی‌کنند. بسته به قدرت موتور بازی و سخت‌افزار، ممکن است تنها بخشی از این فناوری فعال باشد.
۱- Ray Traced Reflections
در این حالت، انعکاس اجسام روی سطوح مختلف مانند آب، شیشه، کف مرمری یا خودروها کاملاً واقعی محاسبه می‌شود. به عنوان مثال اگر شخصیت بازی از مقابل یک ویترین عبور کند، تصویر او دقیقاً مانند دنیای واقعی روی شیشه دیده می‌شود.
در این فناوری، سایه‌ها بر اساس موقعیت واقعی نور ایجاد می‌شوند. مزایای این نوع شامل موارد زیر است.
۳- Ray Traced Global Illumination
یکی از پیشرفته‌ترین بخش‌های ری تریسینگ، نورپردازی سراسری یا Global Illumination است. در این روش نور پس از برخورد با یک سطح، رنگ همان سطح را نیز با خود حمل می‌کند و روی اجسام اطراف تأثیر می‌گذارد. برای مثال اگر دیوار قرمز باشد، نور بازتاب شده کمی رنگ قرمز به محیط اطراف منتقل می‌کند؛ درست مانند دنیای واقعی.
۴- Ray Traced Ambient Occlusion
این فناوری باعث طبیعی‌تر شدن سایه‌های کوچک میان اجسام می‌شود. در نتیجه موارد زیر را می‌توان مشاهده کرد.
چرا Ray Tracing به سخت‌افزار قدرتمند نیاز دارد؟
محاسبۀ میلیون‌ها پرتو نور در هر ثانیه فشار بسیار زیادی به کارت گرافیک وارد می‌کند. اگر یک بازی با رزولوشن 4K و نرخ ۶۰ فریم اجرا شود، GPU باید میلیاردها محاسبۀ نوری را در هر ثانیه انجام دهد. به همین دلیل شرکت‌هایی مانند NVIDIA، AMD و Intel واحدهای سخت‌افزاری اختصاصی برای Ray Tracing طراحی کرده‌اند. این هسته‌های اختصاصی وظیفۀ انجام محاسبات مربوط به نور را بر عهده دارند و باعث می‌شوند عملکرد سیستم افت کمتری داشته باشد.
DLSS و FSR چه کمکی به Ray Tracing می‌کنند؟
فعال کردن ری تریسینگ معمولاً باعث کاهش نرخ فریم می‌شود. برای جبران این افت عملکرد، فناوری‌های ارتقای تصویر توسعه یافته‌اند. مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
این فناوری‌ها بازی را با رزولوشن پایین‌تر رندر می‌کنند و سپس با استفاده از هوش مصنوعی یا الگوریتم‌های پیشرفته، تصویر را با کیفیتی نزدیک به رزولوشن اصلی بازسازی می‌کنند. نتیجه این است که می‌توان Ray Tracing را فعال کرد و همچنان نرخ فریم مناسبی دریافت کرد.
فناوری ری تریسینگ در کنسول‌های بازی
کنسول‌های نسل نهم نیز از این فناوری پشتیبانی می‌کنند. در ادامه این کنسول‌ها را با هم بررسی می‌کنیم.
البته قدرت پردازشی کنسول‌ها با کارت‌های گرافیک رده‌بالای رایانه قابل مقایسه نیست؛ بنابراین بسیاری از بازی‌ها میان دو حالت Quality Mode و Performance Mode امکان انتخاب را در اختیار کاربر قرار می‌دهند.
چه بازی‌هایی از Ray Tracing استفاده می‌کنند؟
امروزه صدها بازی از این فناوری بهره می‌برند. برخی از معروف‌ترین بازی های ری تریسینگ عبارتند از:
در برخی از این بازی‌ها، تفاوت کیفیت تصویر هنگام فعال شدن Ray Tracing به قدری زیاد است که محیط بازی کاملاً متفاوت به نظر می‌رسد. در نهایت لازم به ذکر است که خرید کنسول، بازی‌های مختلف و اکسسوری‌های متفاوت مانند پایه شارژ ps5 از فروشگاه معتبر تکنولایف باعث خواهد شد که به محصولات اصل به همراه ضمانت و پشتیبانی دسترسی داشته باشید.
نظرات کاربران