فناوری Ray Tracing چیست؟

به بیان ساده فناوری Ray Tracing یا ردیابی پرتو، یک تکنیک رندر گرفتن است که می‌تواند جلوه‌های نورپردازی (سایه‌ها و نیم‌سایه‌ها) را به شکل واقعی‌تر ایجاد کند.

این فناوری با الگوریتم خاصی که دارد می‌تواند مسیر نور را ردیابی کند و سپس نحوه تعامل نور با اشیاء مجازی را که در صحنه کامپیوتر حضور دارند، شبیه‌سازی کند.

افکت‌های نورپردازی در بازی‌های کامپیوتری در سال‌های قبل پیشرفت زیادی کرده‌اند و واقعی‌تر شده‌اند. اما آنچه فناوری ری تریسینگ به وجود آورده بیشتر به «نحوه تعامل نور با اجسام اطراف» بستگی دارد نه به خود نور.

از جمله ویژگی‌های فناوری Ray Tracing می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

پردازش سایه‌ها و بازتاب نور

این فناوری امکان ایجاد سایه‌ها و بازتاب‌های واقعی‌تر به همراه شفافیت و پراکندگی ارتقاء یافته را فراهم می‌کند.

در واقع فناوری ردیابی پرتو به عنوان یک الگوریتم محاسباتی، محل دقیق برخورد نور را در نظر می‌گیرد و تعامل و فعل و انفعالات متقابل را محاسبه می‌کند تا بازتاب واقعی‌تری نمایش دهد.

تمام تلاش فناوری Ray Tracing این است که مانند چشم انسان، نحوه برخورد نور با اجسام را به شکل واقعی‌تری رندر کند.

امکان تولید تصاویر CG بسیار واقعی

این فناوری به دلیل قدرت محاسباتی بالایی که دارد می‌تواند تصاویر CG واقعی ایجاد کند که با دنیای واقعی قابل تشخیص نیستند.

اما تنها مشکلی که وجود دارد این است که یک کامپیوتر گیمینگ حرفه‌ای باید قدرت پردازش گرافیکی بالایی برای کار با فناوری Ray Tracing داشته باشد که این موضوع با ارائه کارت گرافیک‌های سری 40 انویدیا تا حدودی برطرف شد.

بیشتر بخوانید : هر آنچه که باید درباره گرافیک سری 40 انویدیا بدانید!

البته این نسل از کارت‌های گرافیک که از فناوری Ray Tracing پشتیبانی می‌کنند به تازگی معرفی شده‌اند و چند سالی طول می‌کشد تا بازی‌ها، سیستم‌های کامپیوتری و کنسول‌های بازی به آن مجهز شوند.

فناوری Ray Tracing چگونه کار می‌کند؟

همانطور که در بخش قبل گفته شد این فناوری بر پایه شبیه‌سازی نور و تعاملات آن با اجسام شکل گرفته است.

نرم افزاری به نام Ray Tracing مسیر پرتوهای نور از یک منبع مجازی به یک لنز دوربین مجازی را شبیه‌سازی می‌کند.

پرتو نور مجازی ممکن است از اتمسفرهای حجمی مانند مه یا دود عبور کند و یا به عنوان مثال با سطوحی مانند فلز، آب یا شیشه برخورد داشته باشد.

هریک از این اشیاء توسط مهندسان مدلسازی شده‌اند و رفتار آن‌ها در مقابل تابش نور محاسبه شده است.

بنابراین پس از برخورد با هرکدام از این اشیاء فرایندهای بازتاب، پرتوزایی یا سایه متناسب با همان شی تولید شده و در صحنه نمایش داده می‌شود.

بیشتر بخوانید : راهنمای خرید کارت گرافیک برای رندرینگ

بازی‌های دارای قابلیت Ray Tracing

در حال حاضر تنها 5 بازی وجود دارد که از فناوری Ray Tracing کمپانی انویدیا استفاده می‌کنند.

با این حال از آنجایی که این فناوری جدید گرافیکی به تازگی برای کارت گرافیک‌های RTX 4000 انویدیا معرفی شده انتظار می‌رود در سال‌های آینده شاهد ارائه بازی‌های بیشتری باشیم.

در زیر بازی‌هایی که با این فناوری عرضه شده‌اند فهرست شده است:

• بازی Battlefield V – بازتاب‌ها را ردیابی می‌کند.
• بازی Metro Exodus – روشنایی محیط بازی را ردیابی می‌کند.
• بازی Shadow of the Tomb Raider – سایه‌ها را ردیابی می‌کند.
• بازی Stay in the Light – بازتاب‌ها و روشنایی محیط بازی را ردیابی می‌کند.
• بازی Quake II RTX – روشنایی محیط بازی را ردیابی می‌کند.

این 5 بازی با پشتیبانی از فناوری Ray Tracing عرضه شده‌اند. به زودی بازی‌های دیگری هم با پشتیبانی از این فناوری عرضه می‌شوند.

به عنوان مثال به زودی بازی Remedy’s Control با ردیابی روشنایی محیط بازی و سایه‌ها عرضه خواهد شد.

در زیر فهرستی از بازی‌هایی که اعلام شده در آینده با فناوری Ray Tracing عرضه می‌شوند قرار داده شده است:

• بازی Cyberpunk 2077
• بازی Call of Duty: Modern Warfare
• بازی Control
• بازی Enlisted
• بازی Justice Online
• بازی MechWarrior V
• بازی Wolfenstein Youngblood
• بازی Vampire: The Masquerade – Bloodlines 2
• بازی Watch Dogs: Legion
• بازی Minecraft
• بازی Synched: Off Planet

کارت گرافیک‌های پشتیبانی کننده از Ray Tracing

از سال 2019 تاکنون تنها کارت گرافیک‌هایی که از فناوری Ray Tracing پشتیبانی می‌کنند، کارت‌های انویدیا هستند.

کمپانی AMD هنوز رقیبی برای این فناوری انویدیا معرفی نکرده و به همین دلیل کارت گرافیک‌های انویدیا تمام فهرست ما را پر کرده‌اند.

بیشتر بخوانید : فناوری G-Sync انویدیا چیست و چه تاثیری در بازی دارد؟

در زیر فهرست کارت گرافیک‌های پشتیبانی کننده از Ray Tracing را ببینید:

• Nvidia GeForce RTX 2060 | 30 RT cores | 6GB GDDR6
• Nvidia GeForce RTX 2060 Super | 34 RT cores | 8GB GDDR6
• Nvidia GeForce RTX 2070 | 36 RT cores | 8 GB GDDR6
• Nvidia GeForce RTX 2070 Super | 40 RT cores | 8GB GDDR6
• Nvidia GeForce RTX 2080 | 46 RT cores | 8GB GDDR6
• Nvidia GeForce RTX 2080 Super | 48 RT cores | 8GB GDDR6
• Nvidia GeForce RTX 2080 Ti | 68 RT cores | 11GB GDDR6
• Nvidia Titan RTX | 72 RT cores | 24GB GDDR6
• همه کارت‌های گرافیک نسل 3000
• همه کارت‌های گرافیک نسل 4000

عملکرد فناوری Ray Tracing

بدون در نظر گرفتن آمار و ارقامی که بنچمارک‌های معتبر جهانی منتشر کرده‌اند، تنها با فعال کردن فناوری Ray Tracing می‌توانید ببینید که جلوه‌های چشم‌نواز بازی چه میزان روی عملکرد شما تاثیر می‌گذارند.

پس از فعال کردن فناوری Ray Tracing با افت شدید فریم مواجه می‌شوید که غیرعادی نیست.

به عنوان مثال در بازی Metro Exodus در رزولوشن 3440×1440 با تنظیمات Extreme و کارت گرافیک Nvidia GeForce RTX 2080 Ti حدود 41 فریم دریافت خواهید کرد.

وقتی قابلیت Ray Tracing را در حالت Ultra فعال می‌کنید، عملکرد بازی به طور متوسط به 23 فریم در ثانیه کاهش پیدا می‌کند.

خوشبختانه، این بازی از فناوری DLSS استفاده می‌کند که اساساً از هوش مصنوعی برای ارتقاء کیفیت در وضوح پایین‌تر استفاده می‌کند.

اگر گزینه DLSS را در این بازی فعال کنید، می‌توانید فریم در ثانیه بیشتری دریافت کنید؛ به عنوان مثال در همان تست Metro Exodus با همان تنظیمات قبلی، به لطف وجود DLSS بازی تا 44 فریم در ثانیه ارائه می‌دهد.

بنابراین مکمل فناوری Ray Tracing، فناوری DLSS است که انویدیا نسل سوم از این فناوری را در اواخر سال 2022 میلادی با رونمایی از سری 4 کارت گرافیک‌های خود معرفی کرد.

سخن پایانی

در این مقاله به سوال اصلی یعنی فناوری Ray Tracing چیست پاسخ دادیم. این فناوری که به تازگی برای کامپیوتر و کنسول‌های بازی معرفی شده، روی بازتاب و رفتار نور در محیط بازی تمرکز دارد.

با فعال کردن قابلیت Ray Tracing دنیای بازی، شباهت بیشتری به دنیای واقعی پیدا می‌کند. هم اکنون در برخی از بازی‌ها این فناوری عرضه شده اما چندین سال طول می‌کشد تا تمام بازی‌های ویدیویی به این فناوری مجهز شوند.