ریتریسینگ یک روش رندر نور در بازیهای ویدیویی است که بهجای شبیهسازی تقریبی رستریزیشن سنتی، مسیر واقعی پرتوهای نور را دنبال میکند تا بازتاب، سایه و نورپردازی سراسری طبیعیتری بسازد. به همین دلیل تصویر بسیار واقعیتر میشود اما فشار محاسباتی روی کارت گرافیک چند برابر افزایش پیدا میکند.
ریتریسینگ تکنیکی در گرافیک کامپیوتری است که با دنبال کردن مسیر پرتوهای نور از دوربین به درون صحنه سهبعدی، نحوه برخورد نور با سطوح مختلف را شبیهسازی میکند. نتیجه این محاسبات، بازتابها، شکست نور در شیشه و آب، و سایههایی است که رفتاری بسیار نزدیک به دنیای واقعی دارند.
این ایده تازه نیست. صنعت انیمیشن و جلوههای ویژه سینما دهههاست از ریتریسینگ آفلاین برای رندر فریمهای استودیوهایی مانند پیکسار استفاده میکند، جایی که هر فریم میتواند ساعتها زمان رندر بگیرد. تفاوت اصلی در بازیهای ویدیویی این است که این محاسبات باید در کسری از ثانیه و بهصورت زنده (Real Time) انجام شوند تا فریمریت قابل بازی تولید شود، و همین محدودیت زمانی است که ریتریسینگ را در گیمینگ به یکی از بزرگترین چالشهای سختافزاری تبدیل کرده است.
رستریزیشن روشی سریع و قدیمی برای رندر است که هندسه سهبعدی صحنه را مستقیماً به پیکسلهای دوبعدی روی صفحه تبدیل میکند و نور و سایه را با ترفندهای از پیش محاسبهشده تقریب میزند. ریتریسینگ برخلاف آن، مسیر واقعی نور را دنبال میکند و بازتابها و سایههای پویا و دقیقتری تولید میکند.
تقریباً تمام بازیهای سه دهه اخیر، از دوران اولین کنسولهای سهبعدی تا امروز، بر پایه رستریزیشن ساخته شدهاند زیرا این روش برای سختافزار عادی بسیار سبکتر است. رستریزیشن برای شبیهسازی سایه از تکنیکهایی مانند Shadow Mapping استفاده میکند و برای بازتاب معمولاً به Screen Space Reflections متکی است که فقط چیزهایی را بازتاب میدهد که در کادر دوربین دیده میشوند. همین محدودیت باعث میشود در بازیهای رستریزیشنمحور، بازتاب اشیای بیرون از کادر یا سایههای چندلایه اغلب اشتباه یا ناقص نمایش داده شوند، مشکلی که ریتریسینگ عملاً آن را برطرف میکند.
| ویژگی | رستریزیشن | ریتریسینگ |
|---|---|---|
| روش محاسبه نور | تقریبی و از پیش محاسبهشده | دنبال کردن واقعی پرتوهای نور |
| بازتاب | محدود به فضای صفحه نمایش | دقیق و شامل اشیای خارج از کادر |
| سایهها | ساده و گاهی ناقص | نرم، لایهای و واقعیتر |
| نیاز سختافزاری | پایین تا متوسط | بالا، نیازمند هسته RT |
| فریمریت معمول | بالاتر | پایینتر مگر با آپاسکیل |
ریتریسینگ سنگین است چون برای رندر هر پیکسل باید دهها یا صدها پرتوی نور شبیهسازی شوند و هرکدام ممکن است چندین بار با سطوح مختلف صحنه برخورد کنند. این حجم محاسبات، که به آن Ray-Surface Intersection گفته میشود، بهصورت تصاعدی رشد میکند و از پردازنده گرافیکی توان بسیار بیشتری نسبت به رستریزیشن ساده میطلبد.
هر پرتو نور باید در ساختار دادهای صحنه، که معمولاً به شکل درختی به نام BVH (Bounding Volume Hierarchy) سازماندهی میشود، به دنبال نزدیکترین سطح برخورد بگردد. وقتی نور به یک سطح براق یا شیشهای برخورد میکند، پرتو جدیدی برای شبیهسازی بازتاب یا شکست نور تولید میشود که خودش باید دوباره در صحنه دنبال شود. این زنجیره برخوردهای پیاپی، بهخصوص در حالتهای پیشرفته مانند Path Tracing که در آن نور بارها در صحنه پرش میکند، حجم عظیمی از محاسبات موازی را روی GPU تحمیل میکند و دلیل اصلی افت فریمریت محسوس در بازیهایی است که ریتریسینگ کامل را فعال میکنند.
هستههای RT واحدهای سختافزاری اختصاصی داخل کارتهای گرافیک مدرن هستند که فقط برای محاسبه برخورد پرتوهای نور با هندسه صحنه طراحی شدهاند. بدون این هستهها، همین محاسبات باید روی هستههای عمومی پردازش شوند که چندین برابر کندتر است، به همین دلیل کارتهای گرافیک فاقد RT Core عملاً ریتریسینگ سنگین را بهسختی اجرا میکنند.
شرکت NVIDIA این هستهها را از سری کارتهای GeForce RTX به بازار معرفی کرد و طبق توضیحات رسمی صفحه فناوری ریتریسینگ NVIDIA، هدف اصلی این هستهها شتابدادن به محاسبات برخورد پرتو با سطوح صحنه است تا این کار از دوش هستههای عمومی شیدر برداشته شود. AMD نیز از سری کارتهای RDNA 2 به بعد، واحدهایی مشابه به نام Ray Accelerator را در معماری خود قرار داده است. با این حال، در نسلهای اول این فناوری، عملکرد هستههای RT در کارتهای AMD معمولاً یک یا دو نسل از رقیب NVIDIA عقبتر گزارش شده است.
DLSS و FSR دو فناوری آپاسکیل هستند که تصویر را در رزولوشن پایینتر رندر کرده و سپس با الگوریتم هوشمند آن را به رزولوشن نمایش بزرگتر میرسانند. چون رندر در رزولوشن پایینتر بار محاسباتی کمتری دارد، این فناوریها فریمریت را بهطور محسوس بالا میبرند و بخش زیادی از افتی که ریتریسینگ ایجاد میکند را جبران میکنند.
طبق معرفی رسمی صفحه فناوری DLSS در سایت NVIDIA، این سیستم از یک مدل هوش مصنوعی آموزشدیده روی ابرکامپیوترهای NVIDIA استفاده میکند تا جزئیات تصویر را با کیفیتی نزدیک به رندر بومی بازسازی کند و در نسلهای جدیدتر، قابلیت Frame Generation نیز به آن اضافه شده که فریمهای میانی را بهطور کامل تولید میکند. در مقابل، AMD فناوری FidelityFX Super Resolution را ارائه کرده که برخلاف DLSS به سختافزار اختصاصی نیاز ندارد و روی طیف گستردهتری از کارتهای گرافیک، از جمله مدلهای قدیمیتر و حتی محصولات NVIDIA، قابل اجراست. انتخاب بین این دو معمولاً به برند کارت گرافیک و اینکه بازی مدنظر از کدام فناوری پشتیبانی میکند بستگی دارد.
چند بازی نقش کلیدی در معرفی و محبوبیت ریتریسینگ داشتند. Battlefield V اولین بازی بزرگی بود که این فناوری را در سال ۲۰۱۸ بهصورت رسمی پشتیبانی کرد و بعد از آن عناوینی مانند Control و Cyberpunk 2077 با پیادهسازی عمیقتر ریتریسینگ، این فناوری را به یکی از معیارهای اصلی ارزیابی گرافیک بازیهای نسل جدید تبدیل کردند.
استودیوی Remedy Entertainment با بازی Control نشان داد که ریتریسینگ چطور میتواند به طراحی هنری یک بازی کمک کند. سطوح شیشهای و فلزی محیط اداره فدرال در این بازی با بازتابهای واقعی، جلوهای متفاوت از هر بازی قبلی داشتند. کمی بعد، CD Projekt RED با Cyberpunk 2077 و بعدتر با حالت Ray Tracing: Overdrive که از تکنیک پیشرفتهتر Path Tracing بهره میبرد، مرز جدیدی در نورپردازی واقعگرایانه بازیها ترسیم کرد. به گفته تحلیلگران فنی وبسایت Digital Foundry، حالت Overdrive این بازی یکی از نزدیکترین تجربههای بصری به رندر سینمایی است که تاکنون در یک بازی قابلاجرا روی کامپیوتر خانگی دیده شده است. عناوین دیگری مانند Metro Exodus Enhanced Edition و Minecraft with RTX نیز نمونههای شناختهشدهای هستند که با بازطراحی کامل نورپردازی بر پایه ریتریسینگ عرضه شدند.
برای بهینهسازی ریتریسینگ بهتر است ابتدا سطح آن را روی گزینههای سبکتر مانند فقط سایه یا فقط بازتاب تنظیم کنید، سپس DLSS یا FSR را روی حالت Quality یا Balanced فعال کنید و در نهایت با نظارت بر فریمریت واقعی، تنظیمات را متناسب با توان کارت گرافیک خود تنظیم کنید تا تعادل مناسبی بین کیفیت تصویر و روانی بازی به دست آید.
بیشتر بازیهای مدرن گزینههای جداگانهای برای هر جلوه ریتریسینگ ارائه میدهند، مثلاً سایه، بازتاب، نورپردازی سراسری و انسداد محیطی (Ambient Occlusion) هرکدام بهصورت مستقل قابل روشن یا خاموش کردن هستند. اگر سیستم شما توان اجرای همه این گزینهها را همزمان ندارد، منطقیترین راه این است که ابتدا بازتابها را که تاثیر بصری بالایی دارند فعال نگه دارید و گزینههای سنگینتر مانند نورپردازی سراسری کامل یا Path Tracing را غیرفعال کنید یا در سطح پایینتری اجرا کنید.
فعال کردن ریتریسینگ بدون یک فناوری آپاسکیل معمولاً افت فریم قابلتوجهی ایجاد میکند، به همین دلیل بیشتر بازیهای امروزی این دو گزینه را در کنار هم پیشنهاد میدهند. اگر بعد از فعال کردن DLSS یا FSR همچنان با افت فریم یا لگ مواجه هستید، بهتر است مثل زمانی که در بازیهای رقابتی به دنبال رفع مشکل لگ و پینگ بالا هستید، بهصورت پلکانی تنظیمات گرافیکی را پایین بیاورید و تاثیر هرکدام را جداگانه بسنجید. راهنمای چرا Valorant مدام لگ میزند و پینگ بالا میآورد مراحل مشابهی برای عیبیابی گامبهگام تنظیمات توضیح داده که همان منطق برای بازیهای تکنفره سنگین گرافیکی هم قابل استفاده است.
ارزش فعال کردن ریتریسینگ به رده کارت گرافیک شما بستگی دارد. در کارتهای ورودی و میانرده معمولاً بهتر است فقط جلوههای سبکتر را همراه با DLSS یا FSR روشن کنید، در حالی که کارتهای هایاند امروزی توان اجرای ریتریسینگ کامل یا حتی Path Tracing را در رزولوشنهای بالا دارند.
در این رده، فعال کردن ریتریسینگ سنگین معمولاً به قیمت افت فریمریت زیادی تمام میشود، مگر اینکه از DLSS یا FSR در حالت Performance استفاده کنید. برای بازیهایی که رقابتی هستند و فریمریت بالا و پایدار مهمتر از جلوههای بصری است، معمولاً منطقیتر است ریتریسینگ را کلاً خاموش نگه دارید. این محدودیت سختافزاری در سطح گوشیهای هوشمند حتی محسوستر است. بازیهای موبایل محبوبی که در راهنمای فرق PUBG Mobile و Free Fire و مناسببودنشان برای گوشیهای ضعیف بررسی شدهاند، عملاً هیچکدام از ریتریسینگ واقعی پشتیبانی نمیکنند و گرافیک آنها همچنان کاملاً بر پایه رستریزیشن سادهشده طراحی شده تا روی سختافزار محدود موبایل هم روان اجرا شود.
کارتهای گرافیک رده بالا، بهخصوص نسلهای جدیدتر، هستههای RT قویتری دارند و میتوانند ریتریسینگ کامل را حتی در رزولوشن ۴K و همراه با فریمریت قابل قبول اجرا کنند، بهخصوص وقتی DLSS یا FSR هم فعال باشد. برای کسانی که تجربه بصری و غوطهوری کامل در دنیای بازی برایشان اولویت دارد، سرمایهگذاری روی یک کارت گرافیک قوی معمولاً همراه با توجه به سایر اجزای ستآپ مثل صدا معنا پیدا میکند. همانطور که در راهنمای هدست گیمینگ ارزان بخریم یا گران؟ اشاره شده، تجربه غوطهوری واقعی از ترکیب گرافیک قوی و صدای باکیفیت به دست میآید، نه فقط یکی از این دو.
ریتریسینگ فناوریای است که با دنبال کردن واقعی مسیر نور، بازتاب، سایه و نورپردازی بازیها را بهطور چشمگیری واقعیتر میکند، اما همین دقت بالا هزینه محاسباتی سنگینی روی کارت گرافیک تحمیل میکند. هستههای اختصاصی RT در کارتهای مدرن و فناوریهای آپاسکیل مانند DLSS و FSR باعث شدهاند این فناوری از یک ویژگی آزمایشی و پرهزینه به گزینهای عملی برای طیف وسیعتری از بازیکنان تبدیل شود. با این حال، فعال کردن یا خاموش نگهداشتن ریتریسینگ همچنان باید بر اساس رده کارت گرافیک، نوع بازی و اولویت شما بین کیفیت تصویر یا فریمریت بالا تصمیمگیری شود.
تیم تحریریه
دیدگاه شما برای ما ارزشمند است
تمامی حقوق برای سایت چه خبر محفوظ است