تتبع الأشعة ليس مجرد خدعة، بل هو أمر أكبر بكثير مما تظن

هل أنت غير راضٍ عن كيفية تطبيق تتبع الأشعة على وحدات التحكم من الجيل الحالي؟ هل تتساءل عن سبب كل هذه الضجة؟ دعنا نتراجع خطوة إلى الوراء ونعيد تقييم ما يعنيه تتبع الأشعة للألعاب.

تتبع الأشعة ليس مجرد تبديل

في كثير من الأحيان، يُستخدم مصطلح “تتبع الأشعة” كمصطلح شامل يُترجم بطريقة ما إلى “جودة صورة فائقة”، ولكن الأمر أكثر من ذلك بكثير. تتبع الأشعة هو تقنية عرض في الوقت الفعلي، ولكنها تتضمن العديد من العناصر التي تؤثر على جودة الصورة النهائية.

إن الأمثلة الأكثر وضوحًا التي تتبادر إلى الذهن هي الانعكاسات والظلال. توفر الانعكاسات التي يتم تتبعها بالأشعة مرآة حقيقية مماثلة لما هو موجود في المشهد، وإن كانت بدرجات متفاوتة من الدقة بسبب قوة المعالجة المتاحة. تعمل الظلال التي يتم تتبعها بالأشعة بنفس الطريقة، حيث تولد ظلالًا دقيقة في الوقت الفعلي بناءً على موضع مصادر الضوء داخل المشهد.

هناك أيضًا تقنيات ذات أسماء تبدو أكثر تعقيدًا، ولكنها تحدث فرقًا كبيرًا. تحسب تقنية إخفاء الضوء المحيط المتتبع بالأشعة مدى تأثير البرق المحيط على الأشياء المختلفة في المشهد، وتطبق الظلال على الهندسة بطريقة طبيعية. فكر في الطريقة التي قد تجد بها ظلالًا في زاوية غرفة، أو على الجانب السفلي من صخرة.

تعمل الإضاءة العالمية المتتبعة بالأشعة السينية جنبًا إلى جنب مع هذه التقنية لتوليد إضاءة واقعية وفي الوقت الفعلي للمشهد بأكمله. ويشمل ذلك الطريقة التي تنتشر بها أشعة الشمس داخل المشهد. والضوء المنعكس مهم بنفس القدر هنا، حيث يعمل على تخفيف الأجزاء الداكنة من المشهد وحتى عكس لون الأشياء القريبة (مثل العشب الأخضر الذي ينعكس على الجانب السفلي من الصخرة).

تتبع الأشعة هو مصطلح شامل لمجموعة كاملة من التقنيات التي تحاكي بفعالية الطريقة التي يملأ بها الضوء المشهد، مما يلغي الحاجة إلى “تزوير” الإضاءة وإزالة العلامات الدالة على الإضاءة “المنقطة” التقليدية. يمكن تشغيل هذه التقنيات وإيقافها حسب الضرورة. إذا كنت من لاعبي الكمبيوتر الشخصي، فغالبًا ما تُترك لأجهزتك الخاصة، بينما يُقيد لاعبو الأجهزة المنزلية بإمكانيات المنصة التي يختارونها.

جنبًا إلى جنب، فإن الفرق بين التنقيح وتتبع الأشعة واضح إلى حد ما، ولكن الشيء الذي أصبح واضحًا تمامًا على مدار السنوات القليلة الماضية هو أن مطوري الألعاب ماهرون جدًا في تزييف العديد من التقنيات التي يأمل تتبع الأشعة في تحقيقها في الوقت الفعلي.

يتضمن ذلك الإضاءة “المخبوزة” التي تضيء المشاهد الثابتة بشكل واقعي، والترتيب الذكي للإضاءة الديناميكية لخلق جو مناسب، واستخدام انعكاسات مساحة الشاشة التي تحتوي على علامات واضحة ولكن فقط إذا كنت تعرف ما تبحث عنه.

الأجهزة وصلت للتو

تكمن المشكلة في تتبع الأشعة في أن محاكاة الضوء عملية تتطلب الكثير من الموارد. وربما يتعين عليك تقديم بعض التضحيات إذا كنت ترغب في تجربة تتبع الأشعة. وقد يكون هذا من خلال دقة عرض أقل، من خلال استخدام تقنيات الترقية مثل DLSS من NVIDIA، أو عن طريق تعطيل أو تقليل دقة العديد من هذه التأثيرات.

ظهرت تقنية تتبع الأشعة في الوقت الفعلي لأول مرة عندما أعادت شركة NVIDIA تسمية خط بطاقات الرسوميات “GTX” إلى بطاقات “RTX” في عام 2018. ومنذ ذلك الحين أصبح اسم RTX اختصارًا لتتبع الأشعة، مع استخدام مصطلح “RTX On” في كل شيء بدءًا من تطوير الألعاب إلى تعديلات الألعاب والميمات عبر الإنترنت. لكن هذا الجيل الأول من بطاقات الرسوميات من سلسلة 20 من NVIDIA لم يكن قادرًا بشكل خاص من حيث تتبع الأشعة.

حتى سلسلة 30 التي تلت ذلك واجهت صعوبات، حيث تطلبت جميع البطاقات، باستثناء أعلى فئة، بعض التنازلات الجادة في تطبيقات RTX (انظر، حتى أنا أفعل ذلك الآن). تقترب سلسلة 40 من البطاقات أخيرًا من مستوى الأداء الذي أقنع العديد من اللاعبين بالتحول إلى RTX، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى قدرات التعلم الآلي المجمعة.

لكن مايكروسوفت وسوني تتحملان أيضًا اللوم على الترويج لتقنية لم تكن جاهزة للظهور على نطاق واسع. أثناء إطلاق Xbox Series X وPlayStation 5، استخدم كلا المصنعين المصطلح في موادهما التسويقية ومقاطع الفيديو الترويجية. يمكن القول إن عدم قدرة وحدات التحكم من الجيل الحالي على دمج ميزات تتبع الأشعة ذات المغزى هو السبب في شعور الكثيرين بالملل من المصطلح.

لحسن الحظ، فإن الوضع على جهاز الكمبيوتر أفضل بكثير، حيث تتضمن العديد من الألعاب عرضًا يعتمد على تتبع الأشعة والذي (أخيرًا) يعمل بمعدلات إطارات قابلة للعب للغاية.

تقنيات الارتقاء بالمستوى توفر تقنية تتبع الأشعة لجمهور أوسع

على الرغم من تحسن أداء تتبع الأشعة بشكل مطرد منذ طرح بطاقات سلسلة 20 من NVIDIA، فإن أحد المجالات التي شهدت قفزات هائلة هو الارتقاء بالجودة. وهذه إحدى الطرق لاستعادة جودة الصورة عند التضحية بتجربة تقنيات تتبع الأشعة.

تحتوي كل وحدة معالجة رسوميات على “ميزانية” مخصصة للأجهزة يتم إنفاقها على الجوانب المختلفة التي تشكل الدقة المرئية. ويشمل ذلك دقة العرض، وتقنيات العرض (بما في ذلك تتبع الأشعة)، ومستوى التفاصيل داخل المشهد، وتأثيرات ما بعد المعالجة، وما إلى ذلك. إحدى أفضل الطرق لتحسين الأداء والحصول على معدلات إطارات قابلة للتشغيل هي تقليل دقة العرض، مما يسمح لك بالحفاظ على مستوى جيد من التفاصيل وترك بعض تقنيات العرض “الأكثر تكلفة”.

إن دقة العرض المنخفضة تعني أن وحدة معالجة الرسومات تنتج عددًا أقل بكثير من وحدات البكسل، مما يؤدي إلى صورة أكثر نعومة قد لا تكون مناسبة لشاشات 1440p و4K عالية الدقة الحالية. وهنا بالضبط تأتي تقنيات الارتقاء بالجودة. باستخدام أجهزة التعلم الآلي المخصصة، يمكن لوحدات معالجة الرسومات الحديثة صقل هذه الصورة والسماح بشيء يشبه الأفضل من كلا العالمين.

توجد الآن مجموعة متنوعة من التقنيات التي تعمل على تحقيق هذا الهدف، بدءًا من تقنية DLSS (التعلم العميق الفائق لأخذ العينات) من NVIDIA إلى تقنية FSR (الدقة الفائقة لـ FidelityFX) من AMD وتقنية XeSS (أخذ العينات الفائقة لـ Xe) من Intel. ومن المتوقع أن تعمل شركة Sony على حلها الخاص لأخذ العينات الفائق المعجل بالأجهزة (المسمى PSSR) في PlayStation 5 Pro الذي يشاع عنه الكثير.

تتفوق NVIDIA بشكل كبير في هذا القسم، حيث تتفوق تقنية DLSS على تقنيات AMD وIntel. حتى أن الشركة لديها تقنية ترقية خاصة بتتبع الأشعة تسمى DLSS Ray Reconstruction، والتي تعمل كأداة لإزالة الضوضاء (جزء حيوي من خط أنابيب تتبع الأشعة) وترقية. وهذا يعني جودة صور أفضل داخل التطبيقات التي تتبع الأشعة عند الاعتماد على الترقية لتحسين الأداء.

من المرجح جدًا أن تعتمد الأجهزة المستقبلية بما في ذلك بطاقات الرسوميات من NVIDIA وAMD وIntel بشكل كبير على رفع مستوى الأداء. سيكون من المدهش أن نرى خليفة Nintendo Switch لا يتميز بنوع من حلول رفع الأداء، خاصة في ظل مشاركة NVIDIA في الجهاز المحمول الهجين الأصلي. نتوقع أن يتضمن الجيل التالي من أجهزة Xbox وPlayStation هذا أيضًا.

إن تقنيات الارتقاء بالجودة ليست مثالية، ولكنها ربما تكون أفضل حل وسط يمكنك التوصل إليه بين الدقة والأداء، كما أن التكنولوجيا سوف تتحسن بالتأكيد (خاصة مع اقتراب AMD وIntel من NVIDIA).

كيف يمكن أن يؤثر تتبع الأشعة على تصميم الألعاب؟

من الصعب أن نقول كيف سيؤثر تتبع الأشعة على تطوير الألعاب، وهناك الكثير من الآراء المتضاربة حول هذا الموضوع. من الممكن أنه من خلال إزالة الحاجة إلى “تزوير” تقنيات معينة والاعتماد بدلاً من ذلك على محاكاة لكيفية عمل الإضاءة في العالم الحقيقي، سيتمكن مطورو الألعاب من الاعتماد على هذه التقنيات لمساعدتهم في تصميم المستويات والعوالم.

وسوف يعتمد هذا على مستقبل حيث لن تكون الرسوميات التي تعتمد على تتبع الأشعة باهظة التكلفة من حيث ميزانيات الأجهزة. وبما أن المطورين يحتاجون بالفعل إلى فهم عميق للأدوات المتاحة لهم، فسيكون من المضلِّل أن نقول إن هذا من شأنه أن “يبسط” تصميم الألعاب بطريقة ما. وهذا صحيح بشكل خاص بالنظر إلى أن العنصر المرئي ليس سوى جانب واحد من تصميم الألعاب.

في الوقت الحالي، يمكنك الاسترخاء والاستمتاع بالعرض الضوئي الجميل حيث أن تقنية تتبع الأشعة على وشك أن تصبح شائعة الاستخدام (مرة أخرى). نأمل أن تفي الجيل القادم من بطاقات الرسوميات وأجهزة الألعاب المنزلية بالوعود التي قطعتها في السنوات الماضية.