रे ट्रेसिंग क्या है और यह गेम को कैसे बदल देगी?

रे ट्रेसिंग एक प्रकाश तकनीक है जो खेलों में यथार्थवाद का एक अतिरिक्त स्तर लाती है। यह वास्तविक दुनिया में प्रकाश के परावर्तित और अपवर्तित होने के तरीके का अनुकरण करता है, जो आमतौर पर अधिक पारंपरिक खेलों में स्थैतिक प्रकाश का उपयोग करते हुए देखे जाने वाले वातावरण की तुलना में अधिक विश्वसनीय वातावरण प्रदान करता है। लेकिन वास्तव में किरण अनुरेखण क्या है? और इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह कैसे काम करता है?

एक अच्छा ग्राफिक्स कार्ड विसर्जन को बढ़ाने के लिए किरण अनुरेखण का उपयोग कर सकता है, लेकिन सभी जीपीयू इस तकनीक को संभाल नहीं सकते हैं। यह तय करने के लिए पढ़ें कि क्या रे ट्रेसिंग आपके गेमिंग अनुभव के लिए आवश्यक है और क्या यह उन्नत जीपीयू पर सैकड़ों खर्च करने को उचित ठहराता है।

आभासी फोटॉन

यह समझने के लिए कि किरण अनुरेखण की क्रांतिकारी प्रकाश व्यवस्था कैसे काम करती है, हमें पीछे हटने की जरूरत है समझें कि गेम पहले कैसे प्रकाश प्रदान करते थे, साथ ही फोटोरियलिस्टिक के लिए क्या अनुकरण करने की आवश्यकता है अनुभव।

किरण अनुरेखण के बिना खेल स्थिर "बेक्ड-इन" प्रकाश व्यवस्था पर निर्भर करते हैं। डेवलपर्स प्रकाश स्रोतों को ऐसे वातावरण में रखते हैं जो किसी भी दृश्य में समान रूप से प्रकाश उत्सर्जित करता है। इसके अलावा, एनपीसी और ऑब्जेक्ट जैसे वर्चुअल मॉडल में किसी अन्य मॉडल के बारे में कोई जानकारी नहीं होती है, जिससे रेंडरिंग प्रक्रिया के दौरान प्रकाश व्यवहार की गणना करने के लिए जीपीयू की आवश्यकता होती है। सतह की बनावट चमक की नकल करने के लिए प्रकाश को प्रतिबिंबित कर सकती है, लेकिन केवल स्थिर स्रोत से उत्सर्जित प्रकाश। की तुलना लीजिए में प्रतिबिंब जीटीए वीउदाहरण के तौर पर नीचे।

कुल मिलाकर, GPU के विकास ने पिछले कुछ वर्षों में इस प्रक्रिया को और अधिक यथार्थवादी बनने में मदद की है, लेकिन गेम अभी भी वास्तविक दुनिया के प्रतिबिंब, अपवर्तन और सामान्य के संदर्भ में फोटोरिअलिस्टिक नहीं हैं रोशनी. इसे पूरा करने के लिए, GPU को प्रकाश की आभासी किरणों का पता लगाने की क्षमता की आवश्यकता होती है।

वास्तविक दुनिया में, दृश्य प्रकाश मानव आँख द्वारा देखे जाने वाले विद्युत चुम्बकीय विकिरण परिवार का एक छोटा सा हिस्सा है। इसमें फोटॉन होते हैं जो कण और तरंग दोनों के रूप में व्यवहार करते हैं। फोटॉन का कोई वास्तविक आकार या आकार नहीं होता - उन्हें केवल बनाया या नष्ट किया जा सकता है।

जैसा कि कहा गया है, प्रकाश को फोटॉनों की एक धारा के रूप में पहचाना जा सकता है। आपके पास जितने अधिक फोटॉन होंगे, प्रकाश की अनुभूति उतनी ही अधिक होगी। परावर्तन तब होता है जब फोटॉन किसी सतह से उछलते हैं। अपवर्तन तब होता है जब फोटॉन - जो एक सीधी रेखा में यात्रा करते हैं - एक पारदर्शी पदार्थ से गुजरते हैं और रेखा पुनर्निर्देशित या "मुड़ी हुई" होती है। नष्ट हुए फोटॉन को "अवशोषित" माना जा सकता है।

गेम्स में रे ट्रेसिंग वास्तविक दुनिया में प्रकाश के काम करने के तरीके का अनुकरण करने का प्रयास करती है। यह लाखों आभासी फोटॉन को ट्रैक करके सिम्युलेटेड प्रकाश के पथ का पता लगाता है। प्रकाश जितना तेज़ होगा, GPU को उतने ही अधिक आभासी फोटॉनों की गणना करनी होगी, और उतनी ही अधिक सतहों पर यह परावर्तित, अपवर्तित और दूर-दूर तक बिखरेगा।

यह प्रक्रिया कोई नई बात नहीं है. सीजीआई ने दशकों से किरण अनुरेखण का उपयोग किया है, हालांकि इस प्रक्रिया के लिए शुरुआती दिनों में एक पूर्ण फिल्म बनाने के लिए कंप्यूटरों की आवश्यकता होती थी, क्योंकि एक फ्रेम को प्रस्तुत करने में घंटों या दिन भी लग सकते थे। अब, होम पीसी वास्तविक समय में किरण-अनुरेखित ग्राफिक्स का अनुकरण कर सकते हैं, किरणों की संख्या को एक प्रबंधनीय संख्या तक सीमित करने के लिए हार्डवेयर त्वरण और चतुर प्रकाश युक्तियों का लाभ उठा सकते हैं।

यहां वास्तविक आंखें खोलने वाली बात है: किसी भी फिल्म या टीवी शो की तरह, सीजीआई एनीमेशन में दृश्य आमतौर पर विभिन्न कोणों का उपयोग करके "शूट" किए जाते हैं। प्रत्येक फ्रेम के लिए, आप कार्रवाई को कैप्चर करने, ज़ूम इन करने, ज़ूम आउट करने या पूरे क्षेत्र को पैन करने के लिए कैमरा ले जा सकते हैं। और एनीमेशन की तरह, आपको गति का अनुकरण करने के लिए फ्रेम-दर-फ्रेम आधार पर हर चीज में हेरफेर करना होगा। सभी फ़ुटेज को एक साथ जोड़ दें, और आपके पास एक बहती हुई कहानी होगी।

खेलों में, आप एक ऐसे कैमरे को नियंत्रित करते हैं जो हमेशा गति में रहता है और हमेशा दृष्टिकोण बदलता रहता है, खासकर तेज़ गति वाले खेलों में। सीजीआई और रे-ट्रेस्ड गेम दोनों में, जीपीयू को न केवल यह गणना करनी चाहिए कि किसी दिए गए दृश्य में प्रकाश कैसे प्रतिबिंबित और अपवर्तित होता है, बल्कि यह भी गणना करनी चाहिए कि इसे लेंस द्वारा कैसे कैप्चर किया जाता है - आपका दृष्टिकोण। गेम्स के लिए, यह एक पीसी या कंसोल के लिए बहुत बड़ी मात्रा में कम्प्यूटेशनल काम है।

दुर्भाग्य से, हमारे पास अभी भी उपभोक्ता-स्तर के पीसी नहीं हैं जो वास्तव में उच्च फ्रैमरेट्स पर रे-ट्रेस्ड ग्राफिक्स प्रस्तुत कर सकें। इसके बजाय, अब हमारे पास ऐसे हार्डवेयर हैं जो प्रभावी ढंग से धोखा दे सकते हैं।

आइए वास्तविक बनें

रे ट्रेसिंग की वास्तविक जीवन से मौलिक समानता इसे एक बेहद यथार्थवादी 3डी रेंडरिंग तकनीक बनाती है, यहां तक ​​कि ब्लॉक वाले गेम भी बनाती है माइनक्राफ्ट सही परिस्थितियों में लगभग फोटो-यथार्थवादी दिखें। बस एक ही समस्या है: इसका अनुकरण करना बेहद कठिन है। वास्तविक दुनिया में प्रकाश के काम करने के तरीके को दोबारा बनाना जटिल और संसाधन-गहन है, जिसके लिए बड़ी मात्रा में कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकता होती है।

यही कारण है कि खेलों में मौजूदा किरण-अनुरेखण विकल्प, जैसे कि एनवीडिया की आरटीएक्स-संचालित किरण अनुरेखण, जीवन के लिए सही नहीं हैं। वे वास्तविक किरण अनुरेखण नहीं हैं, जिससे प्रकाश के प्रत्येक बिंदु का अनुकरण किया जाता है। इसके बजाय, GPU समान दृश्य प्रभाव के करीब कुछ प्रदान करने के लिए कई स्मार्ट अनुमानों का उपयोग करके "धोखा देता है" लेकिन हार्डवेयर पर बहुत अधिक बोझ डाले बिना।

अधिकांश किरण अनुरेखण खेल अब पारंपरिक प्रकाश तकनीकों के संयोजन का उपयोग करते हैं, जिन्हें आम तौर पर रेखापुंजीकरण कहा जाता है, और विशिष्ट सतहों जैसे परावर्तक पोखर और धातु कार्य पर किरण अनुरेखण का उपयोग किया जाता है। युद्धक्षेत्र वी इसका एक बड़ा उदाहरण है. आप पानी में सैनिकों का प्रतिबिंब, हवाई जहाज पर इलाके का प्रतिबिंब और कार के पेंट पर विस्फोटों का प्रतिबिंब देखते हैं। आधुनिक 3डी इंजनों में प्रतिबिंब दिखाना संभव है, लेकिन खेलों में दिखाए गए विवरण के स्तर पर नहीं युद्धक्षेत्र वी जब किरण अनुरेखण सक्षम हो.

छाया को अधिक गतिशील और यथार्थवादी दिखने के लिए रे ट्रेसिंग का भी लाभ उठाया जा सकता है। आप देखेंगे कि इसका बहुत प्रभाव पड़ा टॉम्ब रेडर की छाया.

रे-ट्रेस्ड लाइटिंग नरम किनारों और अधिक परिभाषा के साथ, अंधेरे और उज्ज्वल दृश्यों में अधिक यथार्थवादी छाया बना सकती है। किरण अनुरेखण के बिना उस रूप को प्राप्त करना असाधारण रूप से कठिन है। डेवलपर्स इसे प्रीसेट, स्थिर प्रकाश स्रोतों के सावधानीपूर्वक, नियंत्रित उपयोग के माध्यम से ही नकली बना सकते हैं। इन सभी "स्टेज लाइट्स" को लगाने में कुछ समय लगता है बहुत समय और प्रयास का - और फिर भी, परिणाम बिल्कुल सही नहीं है।

कुछ गेम पूरी तरह से चलते हैं और वैश्विक रोशनी के लिए किरण अनुरेखण का उपयोग करते हैं, प्रभावी ढंग से पूरे दृश्य का किरण-अनुरेखण करते हैं। लेकिन यह कम्प्यूटेशनल रूप से सबसे महंगा विकल्प है और इसे प्रभावी ढंग से चलाने के लिए सबसे शक्तिशाली आधुनिक ग्राफिक्स कार्ड की आवश्यकता होती है। मेट्रो पलायन इस तकनीक का उपयोग करता है, हालाँकि कार्यान्वयन सही नहीं है.

उसके कारण, केवल किरण-अनुरेखण छाया या परावर्तक सतह जैसे आधे-अधूरे उपाय लोकप्रिय हैं। अन्य गेम डीनोइज़िंग और जैसी एनवीडिया प्रौद्योगिकियों का लाभ उठाते हैं डीप लर्निंग सुपर सैंपलिंग प्रदर्शन में सुधार करने और कुछ दृश्य संबंधी बाधाओं को छुपाने के लिए जो वास्तव में किरण-अनुरेखित दृश्य बनाने के लिए आवश्यक से कम किरणें प्रस्तुत करने से उत्पन्न होती हैं। वे अभी भी पूर्व-रेंडर किए गए स्क्रीनशॉट और फिल्मों के लिए आरक्षित हैं, जहां उच्च-शक्ति वाले सर्वर एकल फ्रेम प्रस्तुत करने में कई दिन बिता सकते हैं।

किरणों के पीछे का हार्डवेयर

किरण अनुरेखण के इन अपेक्षाकृत मामूली कार्यान्वयन को संभालने के लिए, एनवीडिया के आरटीएक्स 20-श्रृंखला ग्राफिक्स कार्ड ने विशेष रूप से किरण अनुरेखण के लिए निर्मित हार्डवेयर पेश किया।

अब, सभी आरटीएक्स कार्ड रे ट्रेसिंग का समर्थन करते हैं, और सबसे हालिया आरटीएक्स 40-सीरीज़ जीपीयू के पास प्रदर्शन को धोखा देने का एक और तरीका है। एसईआर, या शेडर एक्ज़ीक्यूशन रीऑर्डरिंग, पर उपलब्ध है आरटीएक्स 4090 और आरटीएक्स 4080, और एनवीडिया का कहना है कि यह रे ट्रेसिंग वाले गेम में प्रदर्शन को 25% तक बढ़ा सकता है। जब किरण अनुरेखण निर्देशों को GPU द्वारा संसाधित किया जाता है, तो यह उपलब्ध कम्प्यूटेशनल शक्ति के लिए कार्य को अनुकूलित करके पुन: व्यवस्थित करके काम करता है।

हालाँकि रे ट्रेसिंग के शुरुआती दिन कठिन थे, लेकिन एनवीडिया के हालिया कार्डों का प्रदर्शन काफी बेहतर रहा है। अगली पीढ़ी में एसईआर के साथ, डीएलएसएस 3 के साथ, हम किरण अनुरेखण देख सकते हैं जो आपके फ्रेम दर को टैंक नहीं करता है।

एनवीडिया की किरण अनुरेखण हालाँकि, विधि एकमात्र उपलब्ध विकल्प नहीं है। रीशेड "पाथ ट्रेसिंग" पोस्ट-प्रोसेसिंग प्रभाव भी हैं जो समान प्रदर्शन हिट जैसी किसी भी चीज़ के बिना तुलनीय दृश्य प्रदान करते हैं।

एएमडी के पास अब रे ट्रेसिंग के विकल्प भी हैं, जिनके बारे में हम आगे बात करेंगे।

आप अभी भी एक चाहेंगे शक्तिशाली ग्राफिक्स कार्ड रे ट्रेसिंग के लिए कार्यान्वयन चाहे जो भी हो, लेकिन जैसे-जैसे तकनीक गेम डेवलपर्स के साथ जुड़ती है, हम अधिक किफायती कीमतों पर सहायक हार्डवेयर की एक विस्तृत श्रृंखला देख सकते हैं।

एएमडी के बारे में क्या?

एएमडी ने पिछले कुछ वर्षों में हार्डवेयर-त्वरित किरण अनुरेखण प्रदान करने के लिए संघर्ष किया है, लेकिन आरएक्स 6800, 6800 एक्सटी और 6900 एक्सटी के लॉन्च के साथ यह बदल गया है। इन नए कार्डों में डायरेक्टएक्स 12 रे ट्रेसिंग समर्थन की सुविधा है और यह उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदान करते हैं, भले ही एएमडी रे-ट्रेसिंग विभाग में एनवीडिया के स्तर पर न हो (हमारे बारे में पढ़ें) RX 6800 XT बनाम RTX 3080 और RX 6900 XT बनाम RTX 3090 अधिक के लिए तुलना)।

इसे देखते हुए यह कोई आश्चर्य की बात नहीं है बड़ी नवी वास्तुकला AMD के RX 6000 कार्ड को पावर देना रे-ट्रेसिंग त्वरण की पहली पीढ़ी है। यह वही वास्तुकला है जो दृश्यों को शक्ति प्रदान करती है प्लेस्टेशन 5 और एक्सबॉक्स सीरीज एक्स, एनवीडिया के फ्लैगशिप कार्डों की तुलना में समग्र रूप से निचले स्तर के प्रदर्शन को पूरा करता है। हालाँकि, क्योंकि रे ट्रेसिंग अगली पीढ़ी के कंसोल पर एक असाधारण सुविधा है, हम आगे चलकर बेहतर समर्थन और अनुकूलन की उम्मीद करते हैं। निकट भविष्य में, हम की शुरुआत देखेंगे एएमडी फिडेलिटीएफएक्स सुपर रेजोल्यूशन (एफएसआर) गेमिंग पीसी के लिए भी Microsoft Xbox के नवीनतम संस्करण.

आप घर पर किरण अनुरेखण कैसे देख सकते हैं?

घर पर किरण अनुरेखण देखने के लिए आपको नवीनतम - और महंगे - ग्राफ़िक्स कार्ड की आवश्यकता होगी। हार्डवेयर-त्वरित किरण अनुरेखण केवल एनवीडिया आरटीएक्स जीपीयू या एएमडी के आरएक्स 6000-श्रृंखला जीपीयू पर उपलब्ध है। GTX 10-सीरीज़ और 16-सीरीज़ कार्ड रे ट्रेसिंग का समर्थन करते हैं लेकिन इसे आरामदायक बनाने के लिए RT कोर की कमी है खेलने योग्य.

यदि आप 1080पी से ऊपर के रिज़ॉल्यूशन और 60 एफपीएस या उससे अधिक की फ्रेम दर के साथ खेलने की उम्मीद करते हैं, तो आपका सबसे अच्छा दांव एक टॉप-ऑफ-द-लाइन ग्राफिक्स कार्ड के लिए पैसा खर्च करना है। 4K पर, RTX 3080 और RX 6800 XT स्टैंडआउट कार्ड हैं, लेकिन आप इसके साथ काम चला सकते हैं आरटीएक्स 3070 या आरएक्स 6800 यदि आप कुछ शीर्षकों में 1440p पर जाने के इच्छुक हैं।

एक सीमित चयन है रे ट्रेसिंग-सक्षम खेलों की, लेकिन संख्या बढ़ रही है। किरण अनुरेखण के शीर्ष उदाहरणों में प्रारंभिक आरटीएक्स डेमो शामिल हैं युद्धक्षेत्र वी, टॉम्ब रेडर की छाया, और मेट्रो पलायन. जैसे और हाल के गेम नियंत्रण और मेकवारियर 5: भाड़े के सैनिक आकर्षक भी लगते हैं. प्रकाश में रहो एक इंडी हॉरर गेम है जो किरण-अनुरेखित छाया और प्रतिबिंबों का उपयोग करके बनाया गया है। पुनःनिपुण भूकंप द्वितीय RTX रे ट्रेसिंग के साथ एक और शानदार उदाहरण है.

बाज़ार में रे ट्रेसिंग गेम कम हैं, लेकिन उद्योग बढ़ रहा है। जैसा प्लेस्टेशन 5 और एक्सबॉक्स सीरीज एक्स रे ट्रेसिंग का विज्ञापन शुरू करें, प्रतिस्पर्धी जल्द ही इसका अनुसरण करेंगे। मल्टी-प्लेटफ़ॉर्म गेम देखो कुत्ते 2 नये से भिन्न है वॉच डॉग्स: लीजन, क्योंकि नए गेम ने कंसोल और कंप्यूटर पर काम करने के लिए रे ट्रेसिंग शुरू की है।

प्रयोग करके देखें यूएल बेंचमार्क की पोर्ट रॉयल रे ट्रेसिंग यह निर्धारित करने के लिए कि आपका पीसी रे ट्रेसिंग के साथ काम करेगा या नहीं।

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