Туяа зам нь үзэгдэл дундуур цацрагийн замыг мөшгих замаар дүрсийг бүтээдэг компьютер график дүрслэх арга юм. Цацраг нь дүр зураг дээрх объектуудтай харилцан үйлчилж, тэдгээрээс үсэрч, өнгө гэх мэт шинж чанарыг олж авах боломжтой.
Туяа мөрдөх: Үндсэн ойлголт
Туяа хянах нь бодит ертөнцийн гэрэлтүүлгийг дуурайдаг. Бидний харж буй гэрэл бол нар шиг эрчим хүчний эх үүсвэрээс ялгарах фотонуудын үр дүн юм. Фотонууд объектуудтай мөргөлдөхдөө үсэрч, тархаж болно. Үүнийг бодитоор харахын тулд толь л хангалттай. Толинд туссан гэрэл тусгал үүсгэдэг.
Туяа мөрдөх нь үүнийг дуурайлган хийдэг. Бидний харах талбарт сая сая фотон эргэлддэг бодит ертөнцтэй харьцуулахад туяаны тоо маш бага юм. Орчин үеийн тоглоомууд нэг пиксел тутамд нэгээс дөрвөн цацрагийг хаа нэгтээ мөрддөг. Гэсэн хэдий ч энэ нь бодит ертөнцийг дуурайхад хангалттай.
Туяаны замыг мөшгих нь мөн түүнийг тоглоомын ертөнцтэй харилцах боломжийг олгодог. Улаан өнгийн объектоос үсэрч буй туяа нь энэ өнгөний нөлөөнд автаж, ойролцоох улаан туяа үүсгэдэг. Тоглоомын уран бүтээлчдийн объектуудад өгдөг шинж чанарт тулгуурлан цацраг нь өөр өөр хэлбэрээр тархаж, бодит хагас тусгал эсвэл барзгар гадаргуу гаргах боломжийг олгодог.
Тарцааны ул мөр нь 3D графикийн хувьд чухал алхам юм. Энэ нь тоглоомын дундуур хөдөлж буй цацрагийн замыг дуурайж бодит дүр төрхийг бий болгодог. Энэ нь тоглуулагчийн орчин харагдахгүй байсан ч хүрээлэн буй орчинтой харьцах гэрэлтүүлгийг бий болгодог. Цацрагийн хяналт нь ажиллахын тулд тусгайлан бүтээгдсэн техник хангамж шаарддаггүй, гэхдээ энэ нь зөвхөн видео карт эсвэл тоглоомын консол дээр ашиглахад тохиромжтой, учир нь энэ нь маш их шаарддаг тул цацрагийг хурдасгах боломжтой.
Ray Tracing ба растеризаци (эсвэл таны мэддэг 3D график)
Та энэ тайлбарыг ойлгосон ч эргэлзсэн хэвээр байж магадгүй. Өнгөрсөн хэдэн арван жилийн настай тоглоомуудад ч гэсэн эргэцүүлэл байсан. Цацраг хянах нь юугаараа ялгаатай вэ?
Өнгөрсөн 3D тоглоомууд болон ихэнх орчин үеийн тоглоомууд растержуулалтыг ашигладаг. Растержуулалт нь тоглогчид харагдах 3D тоглоомын ертөнцийн элементүүдийг 2D дүрс болгон нэгтгэдэг. Тоглогчийн харж чадахгүй зүйлийг бүтээхэд ашигласан аливаа гүйцэтгэл нь дэмий үрэгдэх тул энэ нь зөвхөн тоглогчид харагдах ёстой зүйлийг л харуулна. Гэсэн хэдий ч энэ нь асуудал үүсгэдэг.
Тольны жишээ рүү буцъя. Тоглогчийн орчин болон дүр төрх нь тоглогчид харагдахгүй (наад зах нь нэгдүгээр хүний тоглоомд). Растержуулалтын тусламжтайгаар толинд тусгах зүйл байхгүй.
Мэдээж орчин үеийн тоглоомуудад толин тусгал байдаг. Тэд хоёр удаа дүр зургийг гаргадаг. Нэг дамжуулалт нь тоглогчийн байр сууринаас, нөгөө нь өөр өнцгөөс харагдана. Энэ нь үзэгдэл гаргахад шаардагдах гүйцэтгэлийг хоёр дахин нэмэгдүүлдэг.
Дэлгэцийн орон зайн тусгал нь 3D тоглоомын алдартай хөдөлгүүрүүдийн техник бөгөөд тусгал үүсгэхийн тулд дэлгэц дээрх өгөгдлийг ашигладаг. Энэ техник нь ус гэх мэт тоглогчийн хэтийн өнцгөөр цацруулагч гадаргууд тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч туссан зүйл дэлгэцээс гадуур хөдөлвөл туссан объектууд алга болно.
Растержуулалтаас ялгаатай нь энэ нь тоглуулагчийн хэтийн төлөвөөс гадуур мөшгөх боломжтой тул эдгээр асуудлыг хуваалцдаггүй.
Мөн, туяаг гадаргуутай харьцах боломжийг олгодог тоглоомуудад туяа мөрдөх нь бодит өнгө алдалт болон растержилт хийхэд хэцүү хагас цацруулагч гадаргууг харуулдаг.
Туяа хянахад ямар техник хангамж шаардлагатай вэ?
Туяа хянах нь шинэ санаа биш. Компьютерийн эрдэмтэд 1980-аад оны эхээр туяа хянах аргыг туршиж, бодит гэрэлтүүлэг, тусгал, сүүдэртэй статик дүрсийг бүтээжээ. Харамсалтай нь тэдгээрийг үзүүлэхэд хэдэн цаг зарцуулсан.
Видео тоглоом нь секундэд 30 фрэйм ба түүнээс дээш хурдтай бодит цагийн туяаг хянах шаардлагатай. Энэ нь зөвхөн цацрагийг хурдасгах зориулалттай видео картаар л боломжтой.
Nvidia-н RTX туяа хянах нь Tensor Core хэмээх цахиур дээр тулгуурладаг. Tensor Cores нь зөвхөн RTX видео картанд байдаг. Nvidia-ийн GTX картууд нь туяа мөрийг ашиглан тоглоом хийх боломжтой, учир нь хэлсэнчлэн туяа хянах нь тусгай зориулалтын цахиур шаарддаггүй. Гэсэн хэдий ч RTX карттай харьцуулахад гүйцэтгэл нь маш муу юм. Мөн RTX ray tracing-тай Minecraft гэх мэт зарим тоглоом нь туяа хянах аргыг идэвхжүүлдэг учраас RTX видео карт шаарддаг.
Цацрагийн мөрийг хурдасгадаг AMD картууд нь тусгай брэндгүй бөгөөд тусгай зориулалтын цахиургүй. Үүний оронд тэд илүү сайн үр дүнд хүрэхийн тулд техник хангамж, програм хангамжийн шинэчлэлтүүдийг ашигладаг. Цацрагийн ажиглалтыг хурдасгадаг AMD картуудыг тодорхойлоход илүү хэцүү байдаг тул дэлгэрэнгүй мэдээлэлд анхаарлаа хандуулаарай.
Sony-ийн PlayStation 5 болон Xbox Series X болон S-ууд нь AMD-н туяа хянах ажиллагааг хурдасгах боломжтой график төхөөрөмжтэй. Үүнийг идэвхжүүлэх нь хөгжүүлэгчдийн хэрэг, гэхдээ олон тоглоом идэвхждэггүй. Сонирхолтой жишээ бол Cyberpunk 2077 бөгөөд RTX туяаг компьютер дээр эхлүүлэх үед дэмждэг байсан ч дараагийн үеийн консолууд дээр туяа мөрийг дэмждэггүй байв. Энэ функцийг дараагийн үеийн консолуудад ирээдүйд засвар хийхээр амласан.
