تحلیل فنیمنتخب سردبیر

نگاهی عمیق به فناوری موتور گرافیکی آنریل ۵

به سوی نسل بعد و فراتر از آن...

رونمایی شرکت اپیک گیمز (Epic Games) از موتور گرافیکی جدید خود، یعنی آنریل انجین ۵ (Unreal Engine 5)، قطعا یکی از بزرگترین خبرها و اتفاقات دنیای گیمینگ در سال ۲۰۲۰ به شمار می‌رود. خیلی راحت می‌توانیم ادعا کنیم که آنریل انجین همیشه در کنار چند موتور دیگر، محبوب‌ترین وسیله و ابزار ساخت بازی‌های ویدیویی در نسل‌های مختلف بوده و نام خود را برای همیشه در تاریخ صنعت بازی‌های ویدیویی، نهادینه و جاودان ساخته است. استفاده از موتور آنریل با نسخه سوم و در نسل هفتم کنسول‌های بازی، به اوج خود رسید و استودیو‌های بازی‌سازی بزرگ و کوچک بسیاری با استفاده از ابزار رایگان تولید شده به وسیله شرکت اپیک گیمز، بازی‌های خود را می‌ساختند و به ایده‌های خود جان می‌دادند. همین اتفاق در نسل هشتم کنسول‌ها با موتور آنریل ۴ رخ داد و هم‌اکنون نیز شاهد ساخته شدن بازی‌های مستقل و AAA بسیاری با استفاده از این موتور گرافیکی هستیم. اما اپیک گیمز برای نسل بعدی کنسول‌ها، ابزار و وسایل جدید خود را رو کرد. مدتی پیش بود که این شرکت با نمایش یک دموی فنی فوق‌العاده و خیره کننده، چشم همه را به گرافیک و جلوه‌های بصری متعلق به نسل بعد باز کرد و همه را انگشت به دهان گذاشت. همیشه عادت داشتیم که پیش از عرضه رسمی یک نسخه جدید از موتور آنریل، یک دموی جذاب مشاهده کنیم؛ دمویی که ما را حیرت زده می‌کند اما هیچوقت نمی‌دانیم که روی یک سخت افزار معین و به صورت کاملا Real Time اجرا می‌شود یا مشاهده چنین چیزی روی کنسول‌های آن نسل ممکن است یا خیر. نکته جالب در مورد موتور آنریل ۵ این است که طبق تایید اپیک گیمز، دموی نمایش داده شده به صورت کاملا همزمان یا Real Time روی سخت افزار کنسول نسل بعدی سونی، یعنی پلی استیشن ۵ اجرا می‌شود و علاوه بر این، جزئیات و اطلاعات بسیار دقیقی از آمار و ارقام این دمو منتشر شده که به صورت عمیق به بررسی آن‌ها‌ می‌پردازیم. دمویی که همه را حیرت زده کرد، در واقع از بخش‌ها و اجزای بسیار ریز و هوشمندانه‌ای تشکیل شده‌ که شاید به روش‌های نوین نسل بعد تبدیل شوند. با پیکسل‌ آرتس در ادامه همراه باشید.

در ابتدا بیایید بررسی کنیم که چه مواردی دموی فنی آنریل انجین ۵ را به یک نمایش خیره کننده و فوق‌العاده تبدیل می‌کردند. اولین نکته‌ای که می‌توان درباره دمو گفت، سیستم نورپردازی کاملا جدید و پیشرفته بازی است که به صورت دقیق‌تر در ادامه مطلب بیشتر درباره آن صحبت خواهیم کرد. دومین نکته، تعداد چند ضلعی‌ها یا پالیگان‌های درون یک محیط یا یک صحنه است که به شکل شگفت انگیزی نسبت به گذشته افزایش پیدا کرده و حتی رندر شدن آن‌ها برای کنسول‌های نسل بعدی نیز شگفت انگیز به حساب می‌آید. این دمو مجسمه‌های بزرگی را به ما نشان می‌داد که از ۳۳ میلیون مثلث (چند ضلعی) با بافت‌های ۸K ساخته شده بودند. در یکی از صحنه‌های دمو، حدود ۵۰۰ عدد (دقیق‌تر بگوییم، ۴۸۵ عدد) از این مجسمه‌ها یکجا به نمایش درآمدند و ما را متحیر کردند. با جمع کردن این تعداد، مجموعا به ۱۶ بیلیون چند ضلعی می‌رسیم که بدون مشکل به نمایش درمی‌آیند. اما این موارد چگونه ممکن شده‌اند؟ ما می‌دانیم که توان پردازشی و محاسباتی کنسول‌های نسل بعدی، از جمله پلی‌ استیشن ۵، بالا و فوق‌العاده است اما آیا به تصویر کشیدن تمامی این موارد شگفت انگیز، با سخت افزار کنسول نسل نهمی سونی میسر شده است؟ البته بد نیست اشاره کنیم که این دموی فنی، با رزولوشن اجرایی ۱۴۴۰p و نرخ فریم ۳۰ بر ثانیه اجرا شده است.

اتاق خبر ۱# - مروری بر مهم‌ترین اخبار هفته گذشته
خواندن

هسته اصلی تمام نوآوری‌های موجود در موتور آنریل ۵، سیستم جدیدی است که Nanite نامیده می‌شود. با استفاده از این سیستم، چند ضلعی‌ها به شکل مایکرو یا بسیار کوچک رندر می‌شوند و به همیه دلیل است که تعداد چند ضلعی‌های درون دمو، ما را حیرت زده می‌ساخت. مفهوم و طرح موتور مایکرو پالیگان، به صورت کلی موضوع جدیدی نیست و پیش از این برای ساخت فیلم‌های CGI استفاده می‌شده اما نحوه اجرا شدن آن در بازی‌های ویدیویی متفاوت است. با این سیستم، مدل‌ها مانند فیلم‌های CGI بسیار با کیفیت و با میلیون‌ها چند ضلعی ساخته می‌شوند اما برای مدل‌هایی با کیفیت کمتر، دیگر مپ‌های معمولی استفاده نمی‌شود. در Nanite، جزئیات هندسی یک مدل با کیفیت به صورت همزمان یا Real Time بالا و پایین می‌آید و مقیاس آن دستخوش تغییر می‌شود. جزئیات بالاتر، برخلاف روشی که امروزه در ساخت بازی‌های ویدیویی استفاده می‌گردد، الزما نباید با مپ کردن سنتی، از قبل آماده شوند. خوشبختانه برای فهم بهتر قضیه، افراد کلیدی شرکت اپیک گیمز ما را برای درک هر چه بهتر فناوری‌های موتور آنریل ۵، راهنمایی می‌کنند. Jerome Platteaux، کارگردان فنی پروژه‌های ویژه‌ی شرکت اپیک گیمز در این باره این چنین توضیح می‌دهد:

با Nanite ما مجبور نیستیم مپ‌های معمولی را از یک مدل با رزولوشن بالا به یک Asset با رزولوشن کم آماده کنیم؛ ما می‌توانیم مدل با رزولوشن بالا را به صورت مستقیم وارد موتور کنیم. آنریل انجین از بافت‌سازی مجازی (Virtual Texturing) پشتیبانی می‌کند و این بدان معنی است که ما می‌توانیم بدون به همراه داشتن بار اضافی برای GPU، مدل‌های خود را با تکسچرهای ۸K بسیار، بافت سازی کنیم.

طبق گفته‌های Jerome Platteaux، در واقع هر Asset در آنریل انجین ۵ دارای یک بافت ۸K برای رنگ پایه، یک بافت ۸K دیگر برای میزان سختی و یک بافت ۸K نهایی برای Normal Map است. اما این یک Normal Map سنتی و قدیمی که برای تقریب زدن جزئیات بالاتر استفاده می‌شد، نیست بلکه یک بافت روکشی است که برای جزئیات روی سطح استفاده می‌شود.

Jerome Platteaux در ادامه مثال می‌زند که در دموی فنی نمایش داده شده، مجسمه جنگجویی که پیش از این به آن اشاره کردیم و تعداد بسیاری از آن‌ها در یک صحنه دیده شدند، از هشت تکه مجزا تشکیل شده است. هر تکه، سه بافت یا تکسچر دارد که در بالا به این سه بافت ۸K اشاره کردیم. با اشاره به این آمار و ارقام، او در انتها نتیجه‌گیری می‌کند که تنها برای یک مجسمه، ۲۴ بافت ۸K به کار گرفته شده است.

راهنمای بازی Gears 5 - نکاتی برای شروع بخش داستانی
خواندن

در سیستم مایکرو پالیگان موتور آنریل ۵، در واقع چند ضلعی‌ها آن قدر کوچک‌ هستند که با میزان پیکسل‌ها یا رزولوشن اجرایی هماهنگ می‌شوند و وابستگی شدیدی به آن دارند. به همین خاطر است که با استفاده از آنریل انجین ۵، دیگر خبری از پدیده‌ی Pop in برای لود شدن جزئیات بیشتر در صحنه و نمایش صحیح LOD نیست. علاوه بر این، با استفاده از این سیستم، جزئیات می‌توانند بسط پیدا کنند یا به تکه‌های بسیار ریزی تبدیل شوند که در انتها، عمق هر صحنه را افزایش می‌‌دهد. به عنوان مثال، افزایش یا کاهش کیفیت تکه‌های سنگ روی زمین، به دلیل سطح بالا جزئیات به شکل طبیعی‌تری انجام خواهد شد. در انتها، می‌توان گفت که سیستم مایکرو پالیگان به طراحان و بازی‌سازان اجازه می‌دهد تفاوت عظیمی را در زمینه خلق Assetها رقم بزنند و از آن جایی که مپ‌های معمولی و قدیمی دیگر در کار نیستند، علاوه بر زمان، مموری و منابع سیستم یا پلتفرم مورد نظر نیز تا حد قابل توجهی حفظ و ذخیره می‌شود.

اما واقعا تمام این اعداد و ارقام شگفت انگیز، چگونه می‌توانند روی کنسول‌های نسل بعدی اجرا گردند؟ این موارد حیرت انگیز، چقدر هزینه خواهد داشت؟ همه چیز از جایی آغاز می‌شود که توسعه دهندگان ایده‌ی رندرینگ هر چیزی که درون یک صحنه دیده می‌شود را مطرح کرده و آن را درون ذهن خود به یک موضوع مهم برای عملی شدن تبدیل می‌کنند. تیم سویینی (Tim Sweeney)، مدیر عامل شرکت اپیک گیمز درباره این موضوع صحبت‌های جالبی دارد:

فلسفه‌ی پشت این موضوع، به دهه ۱۹۸۰ بازمی‌گردد که ایده‌ی REYES به وجود آمد [یعنی] رندر کردن هر چیزی که چشم آن‌ها را می‌بیند. این یک کلمه مخفف جالب بوده و به این معنی است که با وجود جزئیات نامحدود و بی‌نهایت، این کار موتور است که تعیین کند چه پیکسل‌هایی را برای نمایش دادن، باید رسم کند. این‌گونه نیست که تمام ۱۰ بیلیون پالیگان در هر فریم رسم شوند چرا که برخی از آن‌ها حتی بسیار کوچکتر از پیکسل‌ها هستند. این موضوع بدان معنی است که [صحنه] را با یک تقریبی رندر کنیم و هیچ‌کدام از جزئیاتی که شما می‌توانید مشاهده کنید، جا نیفتد و این تا جایی پیش می‌رود که شما دیگر به هندسه (Geometry) کاری ندارید و کار دیگری نمی‌توانید انجام دهید. [از این به بعد] اگر پالیگان‌های بیشتری را رندر کنید، متوجه آن‌ها نخواهید شد چرا که آن‌ها به شکل بی نهایتی به هر پیکسل درون صفحه توزیع شده‌اند.

یکی از مواردی که باعث می‌شد دموی فنی آنریل انجین ۵ تا آن حد خوب و واقع گرایانه‌ به نظر برسد، وجود سایه‌ها در‌ آن بود. فعلا نمی‌خواهیم به بحث نورپردازی بپردازیم چرا که کمی جلوتر بحث در این مورد را آغاز می‌کنیم اما نوع رفتار سایه‌ها در محیط نشان می‌داد تمرکز بسیاری روی این موضوع شده است. به عنوان مثال، بازی Call of Duty Modern Warfare که در سال گذشته عرضه شد را در نظر بگیرید؛ در این بازی سایه‌های استاندارد موجود در مپ از قصد با رزولوشن کم در دسترس قرار داده شده‌اند تا جزئیات چشمگیر موجود روی زمین بیشتر دیده شود و ترکیب این تکنیک با Ray Tracing (نسخه رایانه‌های شخصی)، صحنه‌ها و محیط‌های بسیار واقعی و فوق‌العاده‌‌ای را خلق کرده است. حال، فعلا در موتور آنریل ۵ خبری از فناوری Ray Tracing نیست اما سازندگان با بهینه کردن محیط (Screen Space)، جزئیات کوچک را از دید‌ها پنهان کرده‌اند و در آخر همه چیز با سیستم سایه‌های مجازی (virtualised shadow map) ترکیب می‌شود.

نگاهی به بازی‌های انحصاری ایکس‌باکس وان و مسیری که تیم ایکس‌باکس انتخاب کرده‌ است
خواندن

مدیر فنی بخش گرافیک شرکت اپیک گیمز، Brian Karis درباره این موضوع چنین توضیخ می‌دهد:

یک رهگیری بسیار کوتاه فضای صفحه (Screen Space) وجود دارد تا نقطه‌ی سمپل را از روی سطح حذف کنیم و بدین وسیله، از پدید آمدن اشکال مصنوعی (Artifact) در هنگام سایه زنی (self-shadowing) جلوگیری نماییم. این موارد به صورت عامیانه، Peter Panning نامیده می‌شوند؛ جایی که سایه‌ها به نظر به منبع خود متصل نیستند و نشانه‌های سایه در خلاف جهت آن قرار می‌گیرند که در انتها باعث می‌شود سطح روی خود سایه بیندازد. ما با استفاده از متودهای فیلترینگ خود و چند حقه دیگر که از یک رهگیری کوتاه فضای صفحه (Screen Space) استفاده می کند، از تمام این موارد جلوگیری می‌کنیم.

واقعا متود و روش اصلی و پایه در این جا برای مشاهده چنین افزایشی در سطح کیفی سایه‌ها، سایه‌های مجازی مپ (virtual shadow maps) هستند. این روش در واقع مانند همان بافت‌های مجازی است اما برای سایه‌ها استفاده می‌شود. Nanite ما را قادر می‌سازد کارهایی انجام دهیم که در گذشته امکان پذیر نبودند؛ به عنوان مثال، رندرینگ درون سایه‌های مجازی به شکل موثر. از آن جایی که تکسل‌ها (المان یا پیکسل‌ِ بافت) به اندازه پیکسل هستند، ما میزان رزولوشن سایه مجازی را به شکل تکسل به پیکسل اندازه گیری کردیم که در نتیجه، باعث پیدایش سایه‌های بسیار دقیق و تمیزی می‌شوند. این روش به رزولوشن ۱۶K سایه‌ها برای هر نوری که در دمو وجو داشت، منتهی شد و ما پیش از این، حداکثر از رزولوشن ۲K برای سایه‌ها برخوردار بودیم. رزولوشن بالا عالی است اما ما سایه‌هایی را می‌خواهیم که از نظر فیزیکی، نرم و باور پذیر باشند، بنابراین یک سری از کارهای قبلی خود را در زمینه نویز گیری سایه‌های Ray Traced گسترش دادیم تا سایه‌های درون مپ را فیلتر کنیم و در انتها، این سایه‌های قابل باور نتیجه کار شدند.

علاوه بر این موارد، پس از مشاهده دموی فنی موتور آنریل ۵، به شدت درباره نوع پردازش اشکال هندسی یا به صورت کلی، geometry در این موتور کنجکاو شدیم. آیا سیستم و فناوری Nanite از یک روش کاملا نرم افزاری و مبتنی بر محاسبه که تقریبا روی طیف وسیعی از سیستم‌ها (مثلا GPUهایی که به صورت کامل از DirectX 12 Ultimate بهره نمی‌برند) جواب می‌دهد، استفاده می‌کند یا اپیک به روش و قدرت شیدرهای مش (Mesh Shaders) یا شیدرهای اولیه که سونی نیز از آن‌ها برای توصیف قابلیت‌های فنی کنسول پلی استیشن ۵ اشاره کرد، علاقه دارد؟ پاسخ Brian Karis درباره این موضوع جالب است:

طیف وسیعی از مثلث‌ها (چند ضلعی‌ها) با استفاده از شیدرهای محاسباتی فوق‌العاده بهینه، به صورت نرم افزاری rasterised (تبدیل کردن یک تصویر معمولی به یک تصویر دیجیتالی و پیکسلی) و به شکل خاص طراحی شدند تا ما بتوانیم از برتری‌های آن بهره ببریم. به عنوان نتیجه، ما قادر بودیم rasterise سخت افزاری را برای این کار به خصوص، کنار بگذاریم. rasterisation نرم افزاری یک جزء اصلی Nanite است که به آن اجازه می‌دهد کار خود را انجام دهد. با این حال، ما نمی‌توانیم rasterisation سخت افزاری را در همه موارد شکست دهیم، بنابراین زمانی که تعیین کردیم این یک روش سریع‌تر است، از سخت افزار استفاده نمودیم. روی پلی استیشن ۵، ما از شیدرهای اولیه (primitive shaders) بهره برداری کردیم که نسبت به استفاده از تجهیزات قدیمی با شیدرهای ورتکس (vertex shaders) سریع‌تر بود.

اما فناوری Ninite برای پردازش مایکرو پالیگان، تمام نوآوری‌های موتور آنریل ۵ نیست و اپیک گیمز برای بحث نورپردازی نیز از یک فناوری کاملا جدید با نام Lumen استفاده کرده است. نورپردازی یکی از مهم‌ترین عوامل و اجزای موجود در بحث فنی، بصری و گرافیکی بازی‌های ویدیویی است که تاثیر بسیاری روی تجربه بازی‌باز می‌گذارد. به عنوان مثال، اگر از شخص نویسنده بپرسید که بزرگترین تحول و پیشرفت گرافیکی در بازی‌ها در نسل هشتم کنسول‌ها، چه بوده؟ قطعا جوابی جز نورپردازی (در حالت کلی)، مخصوصا نورپردازی سراسری یا Global Illuminitaion نمی‌شنوید. حال، پاسخ اپیک به یکی از مهم‌ترین موارد رندرینگ، یعنی Global Illuminitaion داینامیک و همزمان (Real Time) در نسل جدید، فناوری Lumen است. Lumen در واقع یک نسخه بدون پالیگان Ray Trace شده از bounced lighting است که اساسا نور را پس از اولین برخورد، در محیط پخش و توزیع می‌کند. به عنوان مثال، در دموی فنی که آن را مشاهده کردیم، نور خورشید به یک سطح، مانند سنگ برخورد کرده و آن را آگاه می‌کند که چگونه باید روشن و Shade شود. با بازگشت نور از سوی سنگ، روی رنگ آن نیز تاثیر می‌گذارد. در دموی نمایش داده شده، نورپردازی در هر صحنه با تغییر شکل‌های بسیاری مواجه می‌شود و تمام این موارد به صورت Real Time رخ می‌دهد. اپیک حتی در ابتدای دمو، زمانی را به نمایش دقیق روشن یا خاموش شدن این افکت اختصاص می‌دهد.

پرطرفداران‌ترین بازی‌هایی که تا به‌حال عرضه شدند
خواندن

بیشتر بازی‌ها نورپردازی سراسری یا Global Illuminitaion را به صورت تقریبی و با پیش محاسبه‌ی آن از طریق سیستمی به نام Light Maps نمایش می‌دهند. نورها در این حالت به صورت آفلاین تولید شده و در انتها توسط بافت‌ها درون صحنه‌ها قرار داده می‌شوند. با استفاده از این سیستم، صحنه دارای Global Illuminitaion است اما نورها نمی‌توانند به حرکت بیایند و نورپردازی و اشیایی که به وسیله آن تحت تاثیر قرار گرفته‌اند، کاملا ثابت و Static هستند. نورپردازی در این جا کاملا به سطوح اشیاء موجود در محیط چسبیده شده است. جالب است بدانید که با استفاده از این روش، دیگر خبری از بازتاب‌ها (رفلکشن) که معمولا آن‌ها را روی سطوح فلزی یا سطح آب و دیگر مواد درخشان مشاهده می‌کنیم، نیست. قطعا می‌پرسید که سازندگان و طراحان چگونه با این روش نورپردازی محیطی، درون صحنه‌های بازی خود بازتاب تولید می‌کنند؟ ایجاد چنین افکت‌هایی با تکنیک‌های متفاوتی انجام می‌گیرد. به عنوان مثال، سازندگان از دو روش کاملا جا افتاده، مانند Cube Maps و screen-space reflections استفاده می‌کنند.

برای از بین بردن این مشکل و داشتن یک سیستم Global Illuminitaion بی‌نقص، بحث فناوری Ray Tracing مطرح شد؛ نامی که در سال‌های اخیر مرتب در دنیای بازی‌های ویدیویی شنیده‌ایم و حالا سخت افزار کنسول‌های نسل بعدی نیز قرار است از این فناوری پشتیبانی کند. به عنوان مثال، در بازی Metro Exodus تلاش بسیار خوبی برای تولید یک سیستم Global Illuminitaion داینامیک با استفاده از فناوری Ray Tracing انجام شده اما این روش به مانند تمامی روش‌های دیگری که نام Ray Tracing را با خود یدک می‌کشند، بسیار پرتقاضا و سنگین است. این جا دقیقا مکانی است که فناوری نورپردازی جدید اپیک گیمز با نام Lumen وارد شده و قصد ایجاد تحول دارد. Lumen یک جایگزین بسیار عالی و سبک‌تر برای Ray Tracing است که به صورت آفلاین تولید شده و از ترکیب یک سری تکنیک‌های رهگیری (Tracing) برای ارائه تصویر نهایی استفاده می‌کند. Lumen با بازگشت چندباره‌ی نورپردازی غیر مستقیم (indirect lighting) از نور خورشید، نتایج درخشانی را برای ما به وجود می‌آورد که به نظر چیزی از فناوری Ray Tracing کم ندارد. در دموی نمایش داده شده، علاوه بر نور خورشید، این افکت و تکنیک‌ها را که پیشتر به آن‌ها اشاره شد، در نور چراغ قوه‌ی شخصیت اصلی نیز مشاهده می‌کنیم.

جالب‌ترین پیش‌بینی‌های ده سال گذشته از آینده صنعت بازی
خواندن

کارگردان فنی بخش گرافیک شرکت اپیک گیمز، یعنی Daniel Wright درباره سیستم Lumen این گونه توضیح می‌دهد:

Lumen از Ray Tracing استفاده می‌کند تا مشکل نورپردازی غیر مستقیم (indirect lighting) را حل کند اما این Ray Tracing مثلثی نیست. Lumen پرتوها را برخلاف نمایش صفحه رهگیری می‌کند و شامل voxelها، signed distance fields و height fields می‌شود. در نتیجه، به سخت افزار مخصوص Ray Tracing نیازی ندارد.

Lumen از ترکیب یک سری تکنیک متفاوت استفاده می‌کند تا به شکل موثر پرتوها را رهگیری نماید. رهگیری‌های موجود در Screen-space، جزئیات کوچک را پوشش می‌دهند، رهگیری‌های signed distance field، انتقال نور در مقیاس متوسط را به عهده می‌گیرند و رهگیری‌های voxel، کار انتقال نور در مقیاس بزرگ را انجام می‌دهد.

با نتیجه‌گیری از این توضیحات می‌توانیم بگوییم که Lumen از ترکیب یک سری تکنیک‌ها استفاده می‌کند: برای پوشش bounce lighting (بازگشت نور) از اشیای بزرگتر و سطوح مختلف، نیازی به استفاد از مثلث‌های رهگیری نیست (همان روشی که در فناوری Ray Tracing استفاده می‌شود) اما به جای آن از voxelها (مقادیری که یک شبکه در پردازش سه بعدی تصویر می‌تواند به خود بگیرد) استفاده می‌شود که به شکل جعبه‌ای، نمایش دهنده اشکال هندسی موجود در یک صحنه هستند. برای اشیایی که اندازه متوسطی دارند، Lumen برخلاف signed distance fields (به شکل خلاصه و ساده شده، اشکال هندسی موجود در محیط) رهگیری می‌کند و در آخر، کوچکترین جزئیات درون screen-space رهگیری می‌شوند. مورد آخر، بسیار شبیه به سیستم نورپردازی global illumination استفاده شده در یکی از زیباترین بازی‌های این نسل، Gears of War 5 روی کنسول ایکس‌باکس سری ایکس است. مایکروسافت در نمایشی که از نسخه ارتقا یافته این بازی روی سخت افزار سری ایکس ارائه داد، تقریبا از همین تکنیک برای واقع‌گرایی هر چه بیشتر نورپردازی و شبیه کردن آن به Ray Tracing استفاده کرده بود. با بهره‌گیری از سطوح متغیر جزئیات برای یک شیء و بهره‌گیری از اطلاعات screen-space برای جزئیات پیچیده‌تر یا کوچک‌تر صحنه، Lumen بار سنگینی را در مقایسه با Ray Tracing سخت افزاری از روی دوش پردازنده گرافیکی (GPU) برمی‌دارد.

راهنمای بازی Greedfall - نکاتی برای تازه‌کاران
خواندن

اما این تمام تدابیر اپیک گیمز برای بهینه کردن فناوری نورپردازی Lumen در آنریل انجین ۵ نیست. یکی دیگر از تکنیک‌های بسیار مهم و حیاتی برای بحث بهینه سازی عملکرد، استفاده از انباشت موقت یا temporal accumulation است. با استفاده از این راهکار، حرکت نور و بازگشت آن مپ می‌شود و این فرایند با گذشت زمان و از فریم به فریم دیگر، شکل می‌گیرد. به عنوان مثال، زمانی که نور در ابتدای دموی فنی آنریل انچین ۵ حرکت می‌کند، اگر دقیق به آن نگاه کنید، می‌توانید مشاهده نمایید که نور بازگشتی در مقایسه با نور مستقیم، با یک روند و نرخ غیر ثابت و گنگ حرکت می‌کند. توسعه دهندگان از این تکنیک با نام infinite bounces یاد می‌کنند؛ روشی که نور را با گذشت زمان روی اشکال هندسی ذخیره می‌کند و این کار را با یک چرخه فیدبک (Feedback Loop) انجام می‌دهد. این تکنیک به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد تا پخش نور فراوان و فوق‌العاده‌ای را داشته باشند اما زمانی که نور به صورت مداوم و سریع حرکت می‌کند، ممکن است کمی تاخیر را در نور بازگشتی شاهد باشیم.

در این مطلب سعی کردیم به صورت عمده به دو فناوری متحول کننده و تاثیر گذاری که موتور جدید آنریل ۵ با خود به همراه آورده، بپردازیم و آن‌ها را به شکل همه جانبه‌ای تفسیر کنیم. آنریل انجین ۵ به معنی واقعی کلمه شگفت انگیز و بزرگ است و حتی در حال حاضر که هنوز موتور برای کار و ساخت و بازی در دسترس نیست، باز هم می‌توان ساعت‌ها درباره آن صحبت کرد و به جوانب فنی مختلف آن پرداخت. یکی از بهترین اقدامات شرکت اپیک گیمز در خصوص معرفی آنریل انجین ۵، این بود که به صورت بسته و خصوصی عمل نکرد و صرفا با نمایش یک دموی فنی رویایی، همه را به حال خود رها ننمود. این شرکت در ابتدا اعلام کرد که این دموی زیبا، به صورت Real Time روی سخت افزار کنسول نسل بعدی شرکت سونی، یعنی پلی استیشن ۵ اجرا می‌شود و آن قدر درباره فناوری‌های موجود در موتور جدید خود اطلاعات منتشر کرد که همه بدون هیچ نکته منفی یا مشکوکی از قدرت و قابلیت‌های موتور آنریل ۵ لذت ببرند. البته بد نیست اشاره کنیم که موتور آنریل ۵ تنها برای ساخت چنین بازی‌های بزرگ و جلوه‌های بصری ساختار شکنی طراحی نشده و همه می‌توانند از آن استفاده کنند. برخلاف آنریل انجین ۴، موتور Unreal Engine 5 یک بُرش و تغییر اساسی را نسبت به نسخه‌های قدیمی‌تر موتور آنریل ایجاد نمی‌کند بلکه بسیاری از اهداف سیستمی آن به مانند موتور آنریل ۴ است. این بدان معنی است که شما می‌توانید برای ساخت بازی برای گوشی‌های موبایل (پلتفرم‌های اندروید و iOS) و حتی کنسول‌های نسل فعلی، مانند نینتندو سوییچ (Nintendo Switch)، از آنریل ۵ استفاده کنید. البته واضح است که روی پلتفرم‌هایی که توان پردازشی کمتری نسبت به کنسول‌های نسل بعدی دارند، امکان مشاهده‌ی جلوه‌های بصری شگفت انگیز و کیفیت فوق‌العاده نیست و باید نسبت به آن سخت افزارها، بهینه شود. به صورت کلی آنریل انجین ۵ یک قدم رو به جلو در تمامی جهات محسوب می‌شود و حتی برای رفع مشکل تقاضای بالای یک فناوری مانند Ray Tracing نیز راهکارهای هوشمندانه و سبک‌تری را ارائه می‌دهد.

راهنمای استریم در Mixer | راهنمایی برای تازه‌واردین
خواندن

قطعا تجربه بازی‌های نسل بعدی با استفاده از فناوری‌های اختصاصی و فوق‌العاده‌ی موتور آنریل ۵، به شدت لذت بخش خواهد بود و این موتور می‌تواند استانداردهای بسیاری را در بحث طراحی بازی، رندرینگ یا حتی بهینه سازی به وجود آورد. با این حال، هنوز تا آغاز رسمی نسل نهم کنسول‌ها، چند ماه فاصله داریم و در آن طرف، موتور آنریل ۵ در سال ۲۰۲۱ برای عموم در دسترس قرار داده خواهد شد؛ بنابراین هنوز برای دادن نظر نهایی زود است و مبحث‌های فنی بی‌شماری باقی می‌ماند که باید به آن‌ها رسیدگی کنیم. صبر کردن برای عرضه اطلاعات بیشتر از آنریل انجین ۵، سخت و طاقت فرسا است.

با تشکر از منبع تحلیلی دیجیتال فاندری

عضویت
اطلاع از
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
دیدن همه دیدگاه‌ها
دکمه بازگشت به بالا
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x
بستن
بستن