ردیابی پرتو^{(Ray tracing)} شکل پیشرفته‌ای از گرافیک کامپیوتری است که نحوه عملکرد نور را در زندگی واقعی شبیه‌سازی می‌کند. می تواند گرافیک کامپیوتری ایجاد کند که واقعاً واقعی به نظر برسد.

در گذشته، ردیابی پرتوها^{(ray tracing)} به پروژه‌های گرافیکی عظیم رایانه‌ای مانند فیلم‌های هالیوود CG^{(Hollywood CG)} محدود می‌شد . اکنون در بازی های رایانه شخصی^{(PC gaming)} و به زودی در کنسول های بازی نسل بعدی یافت می شود.

برای درک اینکه چرا این موضوع باعث هیجان بسیاری از مردم شده است، باید گرافیک های ردیابی پرتو را با روش اصلی رندر گرافیکی که تا کنون استفاده شده است مقایسه کنیم: شطرنجی سازی.

Rasterization در مقابل Ray Tracing^{(Rasterization vs Ray Tracing)}

گرافیک های کامپیوتری بلادرنگ مدرن شگفت انگیز به نظر می رسند! تصور اینکه ربطی به گرافیک سه بعدی اولیه بیست یا سی سال پیش داشته باشد سخت است. حقیقت این است که کنسولی مانند پلی استیشن 1 و ^{(Playstation 1)}پلی استیشن 4^{(Playstation 4)} فعلی از همان روش اصلی برای ارائه گرافیک سه بعدی و سپس قرار دادن آن بر روی صفحه نمایش دو بعدی شما استفاده می کنند.

این به عنوان شطرنجی سازی^{(rasterization)} شناخته می شود . "رستر" تصویری است که به صورت شبکه ای از پیکسل ها نشان داده شده است، که دقیقاً همان چیزی است که صفحه نمایش شما نشان می دهد. Rasterization فرآیند تبدیل یک صحنه سه بعدی به یک تصویر دو بعدی روی صفحه است. 

این باید انجام شود، زیرا صحنه سه بعدی، خوب، سه بعدی است. این دارای عمق است، بنابراین اشیاء مجازی می توانند از کنار یکدیگر عبور کنند و از هر منظری به آنها نگاه شود. در فرآیند شطرنجی سازی، کامپیوتر باید بفهمد که اگر صفحه نمایش شما اساساً پنجره ای به آن دنیای سه بعدی باشد، آن صحنه چگونه خواهد بود.

در زندگی واقعی، یک صحنه دارای بافت و نور^{(texture and lighting)} و همچنین شکل، عمق و اندازه^{(depth and size)} است. از آنجایی که شبیه سازی نور به طور سنتی بیش از هر رایانه خانگی ^{(home computer)}توان کامپیوتری را مصرف^{(computer power)} می کند، برنامه نویسان ترفندها و میانبرهایی را برای ایجاد چیزی نزدیک به نور، رنگ و بافت^{(color and texture)} واقعی با استفاده از این فرآیند شطرنجی ایجاد کرده اند.

ردیابی پرتو^{(Ray tracing)} از یک جهت بسیار ساده تر است. به جای تلاش برای استفاده از فهرستی طولانی از ترفندها برای ایجاد توهم نور واقعی، در عوض نور واقعی را شبیه سازی می کند. اکنون وقتی کامپیوتر باید بفهمد که صحنه از طریق "پنجره" صفحه نمایش شما چگونه به نظر می رسد، فقط شبیه سازی ردیابی پرتو را اجرا می کند و همه چیز درست می شود.

در دنیای واقعی، پرتوهای نوری که وارد چشم شما می شود، قبل از رسیدن به شبکیه چشم، از هر چیز دیگری که به آن نگاه می کنید، منعکس شده است. ردیابی اشعه^(Ray) به روشی کارآمدتر به همان نتیجه می رسد. این کار را با عکسبرداری از "پرتوهای" شبیه سازی شده نور از "دوربین" انجام می دهد و به آن اجازه می دهد در صحنه مجازی بچرخد و اطلاعات رنگ و روشنایی را^{(color and brightness information)} در راه دریافت کند. صفحه نمایش شما نمایانگر چشم مجازی است، بنابراین شما یک دنیای مجازی واقعی را می بینید.

با استفاده از ردیابی پرتو^{(ray tracing)} ، یک تکنیک واحد اشیاء، بازتاب ها، سایه ها و سایر عناصر یک صحنه را ایجاد می کند که واقعی به نظر می رسند. این واقع گرایی به طور طبیعی در نتیجه شبیه سازی اتفاق می افتد، بدون نیاز به ترفند یا میانبر!

کجا می توان Ray Tracing را تجربه کرد^{(Where To Experience Ray Tracing)}

اگر می خواهید ردیابی پرتو را در عمل ببینید، تنها کاری که باید انجام دهید این است که هر فیلم مدرنی را تماشا کنید که از گرافیک های کامپیوتری استفاده می کند. اگر یک فیلم CG^{(CG film)} مانند داستان اسباب بازی 4^{(Toy Story 4)} را تماشا می کنید ، هر چیزی که می بینید محصول ردیابی پرتو^{(ray tracing)} است. 

اگر می خواهید دنیای تعاملی ردیابی اشعه ای را کشف کنید، در حال حاضر تنها یک بازی در شهر وجود دارد. سری RTX پردازنده‌های گرافیکی Nvidia^{(RTX series of Nvidia GPUs)} به همراه بازی‌های ویدیویی و برنامه‌هایی که از این فناوری پشتیبانی می‌کنند. شما می توانید برخی از برنامه های ردیابی پرتو را با سخت افزار غیر RTX اجرا^{(RTX hardware)} کنید، اما عملکرد خوبی نخواهید داشت. حتماً مقاله ما را در مورد بهترین بازی هایی که سخت افزار RTX^{(RTX hardware)} را به نمایش می گذارند، بررسی کنید.

مشکل این است که سخت افزار RTX^{(RTX hardware)} هنوز بسیار گران است. با این حال، نسل آینده کنسول‌های بازی ویدیویی دارای نوعی پشتیبانی از ردیابی پرتو هستند. این بدان معناست که دنیای بازی‌های رایج ممکن است به تبدیل ردیابی پرتو به فناوری اصلی بازی بعدی کمک کند. با این حال، اگر ردیابی پرتو در زمان واقعی بسیار دشوار است، این GPU های جدید چگونه آن را مدیریت^{(GPUs manage)} می کنند؟

چگونه ردیابی اشعه در زمان واقعی به دست می آید؟^{(How Is Real Time Ray Tracing Achieved?)}

هر کامپیوتری می تواند یک صحنه سه بعدی را با استفاده از ردیابی پرتوی نمایش دهد. افرادی که با بسته های رندر سه بعدی کار می کنند سال هاست که این کار را انجام می دهند. هر CPU^(CPU) مدرن می تواند محاسبات واقعی مورد نیاز برای ردیابی مسیر نور در اطراف صحنه را انجام دهد.

با این حال، پردازنده‌ها و پردازنده‌های گرافیکی^{(CPUs and GPUs)} مدرن نمی‌توانند آن اعداد را به‌اندازه کافی سریع برای تولید یک تصویر در زمان واقعی ایجاد کنند. به عنوان مثال، مزارع عظیم رایانه ای که برای ساخت فیلم هایی مانند Monsters Inc یا Toy Story^{(Inc or Toy Story)} استفاده می شوند ساعت ها طول می کشد تا یک فریم از محصول نهایی را ارائه دهند. 

در مقابل، بازی‌های ویدیویی مدرن باید حداقل 30 فریم تصویر در هر ثانیه تولید کنند تا قابل پخش در نظر گرفته شوند، با استاندارد طلایی که در حال حاضر حدود 60 فریم در ثانیه تعیین شده است.

بنابراین چگونه GPUهایی مانند سری Nvidia RTX^{(Nvidia RTX series)} می توانند از روش ردیابی پرتو با نرخ فریم قابل پخش استفاده کنند؟ پاسخ این است که آنها از ردیابی پرتو برای همه چیز استفاده نمی کنند. ^{(t use ray)}حداقل در عناوین مدرن نه.

ترفند این است که گرافیک سنتی را با ردیابی پرتوی انتخابی ترکیب کنید. کارت‌های RTX^(RTX) دارای سخت‌افزار اختصاصی ردیابی پرتو هستند که در کنار یک GPU سنتی‌تر قرار می‌گیرند. به این ترتیب می توان از ردیابی پرتو برای جبران برخی از کاستی های سخت افزار گرافیک سنتی استفاده کرد.

بازی‌های ویدیویی^{(video game)} وجود دارد که^(are) می‌توانید با کارت RTX^{(RTX card)} بازی کنید که کاملاً ردیابی شده‌اند. بهترین مثال Quake II RTX است. این یک بازی ویدیویی^{(video game)} با قدمت چند دهه است که به اندازه کافی ساده است که امکان ردیابی پرتوهای کامل در زمان واقعی را فراهم می کند. با این حال، وقتی نوبت به استفاده از ردیابی پرتوی خالص در بازی‌های ویدیویی^{(video game)} فعلی می‌رسد، هنوز سال‌ها طول می‌کشد تا چنین سخت‌افزاری به جریان اصلی تبدیل شود.

آیا ری ردیابی آینده است؟^{(Is Ray Tracing the Future?)}

پاسخ کوتاه این است که بله، ردیابی پرتو^{(ray tracing)} آینده است. پاسخ طولانی‌تر این است که با ارزان‌تر شدن سخت‌افزاری که ردیابی پرتوی^{(ray tracing)} بلادرنگ را ممکن می‌سازد، احتمالاً شاهد جایگزین شدن آن ذره‌به‌ذره جایگزین رندر سنتی خواهیم بود. اگر گرافیک ray-traced به بخشی عادی از نسل جدید کنسول تبدیل شود، دیگر بازگشتی وجود نخواهد داشت.

توسعه دهندگان می توانند با خیال راحت ویژگی های ردیابی پرتو را در عناوین خود قرار دهند، زیرا همه پلتفرم های محبوب از آن پشتیبانی می کنند. از آنجایی که گرافیک‌های ردیابی پرتو برتر هستند، ستاره‌ها واقعاً برای رسیدن به ردیابی پرتو در سخت‌افزار مقرون‌به‌صرفه هم‌تراز هستند. این بدان معناست که فوتورئالیسم واقعی ممکن است بالاخره اینجا باشد. 

نشانه اصلی دیگری که نشان می‌دهد ردیابی پرتو به یک روش رندر^{(rendering method)} اصلی تبدیل خواهد شد، این است که چگونه در ابزارهای رایجی که توسعه‌دهندگان برای ساخت بازی‌های ویدیویی و سایر برنامه‌های سه بعدی استفاده می‌کنند، گنجانده شده است. به عبارت دیگر، دیگر لازم نیست توسعه دهندگان راه حل های ردیابی پرتوی خود را اختراع کنند.

موتورهای گرافیکی محبوب مانند Unreal Engine 4 یا Frostbite اکنون از ردیابی پرتو با شتاب سخت افزاری RTX پشتیبانی می کنند. ^(RTX)این احتمال را افزایش می دهد که توسعه دهندگان آن را به عنوان گزینه ای برای عناوین خود قرار دهند.

آیا اکنون باید در Ray Tracing خرید کنید؟^{(Should You Buy Into Ray Tracing Now?)}

در زمان نگارش مقاله، ما هنوز در اولین نسل سخت افزار ردیابی پرتو هستیم. در حالی که قیمت ها کاهش یافته است، عملکرد هنوز بسیار متوسط ​​است. اگر یک هاردکور هستید و در ابتدا از آنها استفاده می‌کنید، چیزهای زیادی در مورد ردیابی پرتو در رایانه شخصی وجود دارد.

اگر مایل نیستید صدها یا هزاران دلار به‌عنوان یک کاربر اولیه خرج کنید، بهتر است روی نسل بعدی کنسول‌های اصلی که نوید استفاده از فناوری را می‌دهند سرمایه‌گذاری کنید یا منتظر جانشین کارت‌های سری RTX 20 باشید.^(RTX)

OTT Explains: What Is Ray Tracing?

Ray tracіng is an advanced form of computer graphics that simulаtes the waу light works in real life. It cаn create computer graphics that lоok truly photоrealistiс.

In the past, ray tracing was limited to massive computer graphics projects, such as Hollywood CG films. Now it’s found in PC gaming and soon, next generation gaming consoles.

To understand why this has so many people excited, we need to compare ray-traced graphics to the mainstream graphics rendering method that’s been used until now: rasterization.

Rasterization vs Ray Tracing

Modern real-time computer graphics look amazing! It’s hard to imagine that it has anything to do with the basic 3D graphics from twenty or thirty years ago. The truth is that a console like the Playstation 1 and the current Playstation 4 use the same basic method of rendering 3D graphics and then putting it on your 2D screen.

This is known as rasterization. A “raster” is an image shown as a grid of pixels, which is exactly what your screen displays. Rasterization is the process of converting a 3D scene into a 2D image on a screen. 

This needs to be done, because the 3D scene is, well, 3D. It has depth, so the virtual objects can move past each other and be looked at from any point of view. In the process of rasterization, the computer has to figure out what that scene would look like if your screen was basically a window into that 3D world.

In real life, a scene has texture and lighting, as well as shape, depth and size. Since simulating light has traditionally taken more computer power than any home computer is capable of, programmers have created tricks and shortcuts to create something that looks close to real light, color and texture using this process of rasterization.

Ray tracing is, in one way, much simpler. Instead of trying to use a long list of tricks to create the illusion of real ight, it simulates real light instead. Now when the computer has to figure out what the scene would look like seen through the “window” of your screen, it just runs the ray tracing simulation and it all works out.

In the real world, the rays of light entering your eye have bounced off everything else you are looking at before reaching your retinas. Ray tracing achieves the same result in a more efficient way. It does this by shooting simulated “rays” of light from the “camera” and letting it bounce around the virtual scene, picking up color and brightness information on the way. Your screen represents the virtual eye, so you see a truly realistic virtual world.

By using ray tracing, a single technique creates objects, reflections, shadows and other elements of a scene that look real. That realism happens naturally as a result of the simulation, no tricks or shortcuts needed!

Where To Experience Ray Tracing

If you want to see ray tracing in action, all you have to do is watch any modern movie that uses computer-generated graphics. If you watch a CG film such as Toy Story 4, everything you’re seeing is a product of ray tracing. 

If you want to explore an interactive ray-traced world, there’s currently only one game in town. The RTX series of Nvidia GPUs, along with video games and apps that support this technology. You can run some ray-tracing applications with non-RTX hardware, but you won’t get good performance. Be sure to check out our article on the best games that show off RTX hardware.

The problem is that RTX hardware is still quite expensive. However, the upcoming generation of video game consoles have a form of ray-tracing support. Which means that the mainstream gaming world may help turn ray-tracing into the next major gaming technology. Still, if ray-tracing is so difficult to do in real time, how do these new GPUs manage it?

How Is Real Time Ray Tracing Achieved?

Any computer can render a 3D scene using ray tracing. People who work with 3D rendering packages have been doing it for years. Any modern CPU can perform the actual calculations needed to trace the path of light around the scene.

However, modern CPUs and GPUs can’t crunch those numbers quickly enough to generate an image in real time. For example, the massive computer farms used to make films such as Monsters Inc or Toy Story take hours to render a single frame of the final product. 

Modern video games, by contrast, need to generate at least thirty frames of images every second to be considered playable, with the gold standard currently set around the 60 frames per second mark.

So how can GPUs such as the Nvidia RTX series manage to use the ray-tracing method at playable frame rates? The answer is that they don’t use ray tracing for everything. At least not in modern titles.

The trick is to combine traditional graphics with selective ray-tracing. The RTX cards have dedicated ray-tracing hardware that sits along a more traditional GPU. In this way, ray-tracing can be used to compensate for some of the shortcomings of traditional graphics hardware.

There are video games you can play with an RTX card that are fully ray-traced. The best example is Quake II RTX. This is a decades-old video game that is simple enough that full real-time ray-tracing is possible. When it comes to applying pure ray-tracing to current video games however, it will still be years before such hardware becomes mainstream.

Is Ray Tracing the Future?

The short answer is yes, ray tracing is the future. The longer answer is that as hardware that makes real-time ray tracing possible becomes cheaper, we’ll probably see it replace traditional rendering bit by bit. If ray-traced graphics become a normal part of the new console generation, there will be no going back.

Developers can safely include ray-tracing features in their titles, because all popular platforms will support it. Since ray-traced graphics are superior, the stars really are aligning for the arrival of ray-tracing on affordable hardware. Which means that true photorealism may finally be here. 

The other major sign that ray-tracing will become a mainstream rendering method is how it’s now being included in the common tools that developers use to make video games and other 3D applications. In other words, it’s no longer necessary for developers to invent their own ray-tracing solutions.

Popular graphics engines such as Unreal Engine 4 or Frostbite now include support for RTX hardware-accelerated ray-tracing. Making it much more likely that developers will include it as an option for their titles.

Should You Buy Into Ray Tracing Now?

At the time of writing, we are still at the first-generation of ray-tracing hardware. While prices have come down, performance is still pretty mediocre. If you’re a hardcore, early adopter then there’s plenty to like about ray-tracing on PC.

If you aren’t willing to spend hundreds or thousands of dollars as an early adopter, it’s better to invest in the next generation of mainstream consoles which promise to feature the technology, or wait for the successor to the RTX 20-series cards.

Related posts

• چگونه Ray Tracing را در Minecraft روشن کنیم

• 3 بهترین بازی برای پردازنده گرافیکی RTX Ray Tracing شما

• Path Tracing و Ray Tracing چیست؟ و چرا گرافیک را بهبود می بخشند؟

• بهترین Wired and Wireless Gaming Headsets

• Best Mechanical Keyboards برای Gaming and Work برای Windows 10 PC

• نحوه تنظیم کمک های مالی در twitch

• 5 بهترین کنترل کننده ها برای بازی PC

• 8 رایگان به بازی MMORPGs در سال 2021

• نحوه ی به اشتراک Games در بخار

• 14 راه برای Your Ping and Improve Online Gaming پایین

• ASUS TUF GAMING Z490-PLUS (WI-FI) مرور: عالی Z490 motherboard!

• Use GBoost برای افزایش Gaming performance در Windows 10 PC

• چگونه میزبان بر روی twitch

• چگونه بیننده های بیشتری را در twitch دریافت کنید

• چگونه به فعال کردن Virtualization در MSI Gaming Plus Max B450

• چگونه شروع به کار در Animal Crossing: New افق

• PS4 Safe Mode چیست و چه زمانی باید از آن استفاده کنید؟

• چگونه به Brew Potions در Minecraft

• چگونه به تغییر Minecraft Skin در PC or Mobile

• بررسی Ballistix Gaming Memory DDR4-3600 32GB مهم