التحليل الرسومي لمؤثرات RTX في Metro Exodus، أقوي إضاءة في تاريخ الألعاب! - عرب هاردوير

التحليل الرسومي لمؤثرات RTX في Metro Exodus، أقوي إضاءة في تاريخ الألعاب!

أخيرا صدرت مؤثرات تتبع الأشعة Ray Tracing في لعبة Metro Exodus. وهي المؤثرات الحصرية لبطاقات RTX من NVIDIA. وفي هذه

أخيرا صدرت مؤثرات تتبع الأشعة Ray Tracing في لعبة Metro Exodus. وهي المؤثرات الحصرية لبطاقات RTX من NVIDIA.

وفي هذه المرة فان المؤثرات اتجهت لتحسين اضاءة اللعبة، وكلنا يعرف أن الاضاءة هي أقوي عامل يحدد رسوم أي لعبة .. وقد رأينا جانبا من هذا في لعبة Quake 2 المعدلة بتتبع الأشعة، لكنها كانت لعبة قديمة برسوم محدودة، وقد حان الوقت الآن لنري تأثير الاضاءة المحكمة علي لعبة معقدة ومتكاملة رسومية، مثل Metro Exodus.

وكما ذكرنا في مقالات عديدة سابقا فان اقوي تقنية للاضاءة حاليا هي الاضاءة الشمولية Global Illumination والاظلام الشمولية Ambient Occlusion، والألعاب العصرية كلها تستخدم كلتا التقنيتين، لكنها تستخدم تأثيرات مخفضة منهما، تنطبق فقط علي الأجسام الثابتة.  بينما تستعمل Metro التقنيات بطريقة تفاعلية من خلال تتبع الأشعة. وهذا يعني أنها تنطبق علي كل ما هو متحرك وثابت في نفس الوقت.

والإضاءة الشمولية Global Illumination تعتبر امتداد لجبهة الإضاءة التفاعلية Dynamic Lighting، ولكن من جهة عكسية، فالاضاءة التفاعلية تهتم بالضوء الصادر من مصادر الاضاءة المختلفة (كالشمس والمصابيح ..الخ)، لكن الاضاءة الشمولية تهتم بالضوء الصادر من الأجسام الأخري العادية غير المضيئة. الاضاءة الشمولية أيضا هي امتداد للاضاءة الساطعة، لأنها تزيد من سطوع الضوء أكثر وأكثر، وترفع درجة تباين اضاءة المشاهد، باظلام أجزاء منها ورفع درجة سطوع أجزاء أخري!

وأصل هذا أن كل الأجسام تصدر ضوءا، حتي لو كانت غير مشتعلة أو متوهجة، ذلك لأن كل الأجسام تمتص الضوء الساقط عليها من أي مصدر مشع، ثم تشتته في اتجاهات مختلفة، والنتيجة هي انتشار الضوء بشكل غير مباشر في البيئة، وهذا علي نقيض ما كان يحدث في السابق في الألعاب، حيث اقتصرت الاضاءة علي انارة الأجسام التي تقع مباشرة في مجال الضوء وفقط، لكن مع الاضاءة الشمولية يتغير هذا، ليستطيع الضوء التسلل الي اماكن تقع حتي في منطقة الظل. ويضئ جزء منها، كما يستطيع زيادة اظلام اماكن الظل كذلك، او تقليل اضاءة بعض الاماكن.

ونتيجة لهذا فان الاضاءة الشمولية تزيد من واقعية الاضاءة والظل بشكل عام، وتزود الألعاب باضاءات تنافس عروض الرسوم المسجلة CGI التي تحاكي العالم الواقعي، لكن هذا سيأتي علي حساب الأداء بالطبع!

الي اليسار بدون اضاءة شمولية، والي اليمين بالاضاءة الشمولية، لاحظ كيف انعكست اشعة الشمس من علي الرمال واضاءت ظهر الشخصية رغم أنه يقع بالكامل في منطقة الظل.

الي اليسار بدون اضاءة شمولية، والي اليمين بها، لاحظ كيف اكتسب القطار اضاءة خافتة نتيجة انعكاس الضوء من الوسط المحيط عليه، رغم وقوعه في منطقة الظل.

الي اليسار بدون الاضاءة الشمولية، والي اليمين بها، لاحظ كيف اكتسبت الحوائط اضاءة اضافية نتيجة انعكاس الضوء من علي أسطح الكرات الزجاجية.

يطلق علي الاضاءة الشمولية Global Illumination اسم آخر هو الاضاءة غير المباشرة Indirect Lighting، وهو مصطلح أكثر دقة من الناحية العلمية كونه يصف خصائص التقنية بشكل صريح. فالضوء ينتشر معها في كل الاتجاهات المباشرة وغير المباشرة. وكنتيجة لانتشار الضوء في كل مكان، حتي أماكن الظل، فانه يكون ظلالا اضافية حتي فوق الظلال الأصلية، ويطلق علي تلك الظلال اسم الظلال غير المباشرة Indirect Shadows، أو الظلال البينية. وأحيانا يطلق عليها اسم الاظلام الشمولي Ambient Occlusion. والمبدأ واحد في كل الحالات، فالظلال غير المباشرة تضيف ظلالا ثانوية أو بينية عند مواضع ملامسة الأجسام لبعضها أو للأرضيات والحوائط .. حيث يحدث حجب جزئي للضوء المنتشر في البيئة، هذا الحجب يترك مكانه ظلا داكنا وناعما.

وباستخدام تقنية تتبع الأشعة RTX في الاضاءة، فانها تحاكي تحاكي أشعة الضوء الحقيقية بالضبط، فهي تطلقها علي المشهد وتتركها تصطدم بالأجسام والأسطح مولدة اضاءة وظلال في طريقها بشكل تلقائي فطري، دون تدخل من المطور أو المصمم. ثم تنعكس الاشعة من الاجسام والاسطح الي ما حولها من أسطح وأجسام أخري، مكونة اضاءة واظلام غير مباشرين بشكل تلقائي أيضا. ويطبق هذا علي كل الأجسام المتحركة والثابتة، مما يعني جودة اضاءة شمولية أعلي بكثير.

الفرق بين الاضاءة العادية المباشرة بالأعلي، والاضاءة الشمولية غير المباشرة (بتتبع الأشعة) بالأسفل

الآن سنري تطبيقا عمليا لكل هذا الكلام النظري من داخل لعبة Metro نفسها. حيث سنلاحظ تأثر الأجسام كلها في اللعبة بالاضاءة غير المباشرة وبالظل غير المباشر. أن الفارق سيكون مثل الليل والنهار في هذه المقارنات، وهذا أمر طبيعي، فلقد دخلنا في عصر تتبع الأشعة ورسوم الحاسوب المستقبلية أيها القوم!

بالأعلي بدون RTX، والاضاءة الشمولية لا تطبق علي الشخصية ولا علي الجليد الي جوارها والقطار الي يسارها .. علي العكس مع RTX .. حيث تنير الاضاءة كل هذا .. وتنعكس علي كل الأسطح

بالأعلي بدون RTX، والاضاءة الشمولية لا تطبق علي الشخصية ولا علي الجليد الي جوارها ويظهر كل هذا مظلما .. علي العكس مع RTX .. حيث تنير الاضاءة كل هذا .. بعد انعكاسها من علي الجليد ..

 

بالأعلي بدون RTX، والاضاءة الشمولية لا تطبق علي الشخصيات ولا علي الأشجار .. علي العكس مع RTX .. حيث تنير الاضاءة كل هذا ..

بالأعلي بدون RTX، والاضاءة الشمولية لا تطبق علي القطار المتحرك .. علي العكس مع RTX .. حيث تنيره الاضاءة من جانبه بعد أن انعكست من علي الجليد ..

بالأعلي بدون RTX، والاضاءة في الداخل مظلمة، ولا تظهر فيها وجوه الشخصيات، لكن مع RTX تظهر وجوه الشخصيات بوضوح، وينتشر الضوء الي داخل المكان بشكل واقعي ..

بالأعلي بدون RTX، والمشهد يظهر مظلما، بالأسفل مع RTX تتوزع الاضاءة جيدا في المشهد كله، ويظهر البيت مضيئا ومتأثرا بأشعة الشمس .. 

بالأعلي بدون RTX، والمشهد يظهر مظلما، بالأسفل مع RTX تتوزع الاضاءة جيدا في المشهد كله، ويظهر البيت مضيئا ومتأثرا بأشعة الشمس .. وكذا مع يد البطل وسلاحه ..

بالأعلي بدون RTX، والمشهد يظهر مظلما، بالأسفل مع RTX تتوزع الاضاءة جيدا في المشهد كله، وتظهر الأرضية مضيئة ومتأثرة بأشعة الشمس رغم ظلال الأشجار عليها .. 

حتي في الظلال، بالأعلي بدون RTX لا وجود للظلال الشمولية اطلاقا، بينما بالأسفل مع RTX تكتسب الأرضية ظلالا شمولية بينما فتحة السقف تضئ ما تحتها بوضوح ..  

   

بالأعلي بدون RTX يظهر المشهد باضاءة ثابتة قبيحة، رغم أنه من المفترض أن يكون كله في الظل، وهو ما نراه مع RTX حيث تكتسب البراميل ظلالا من كل اتجاه وكذلك الشخصية .. 

بالأعلي بدون RTX تظهر الأرضية مظلمة ومعتمة، لكن مع RTX تظهر متأثرة بأشعة شمس النهار حولها .. 
        

بالأعلي بدون RTX، تتوزع الاضاءة بصورة غير منطقية داخل المكان، ويظهر بدون أي نوع من الظلال الشمولية، مع RTX تتوزع الاضاءة حول النوافذ وتظهر الظلال في الأماكن التي لا تصلها الضوء ..   

بالأعلي بدون RTX، تتوزع الاضاءة بصورة غير منطقية داخل المكان، ويظهر بدون أي نوع من الظلال الشمولية، مع RTX تتوزع الاضاءة حول النوافذ وتظهر الظلال في الأماكن التي لا تصلها الضوء ..   

سواء كنت في الداخل أو الخارج، في الضوء أو في الظل، تحت الشمس أو تحت السقف، فان اضاءة تتبع الأشعة ستصلك أينما كنت وستعطيك انارة ساطعة واقعية في الأماكن التي يصلها الضوء، وستعطيك ظلالا داكنة واقعية في الأماكن التي لا يصلها الضوء .. والفارق أقل ما يقال عنه أنه مذهل. إن لعب Metro Exodus بدون اضاءة RTX هو مثل لعبة اللعبة علي اعدادات low للاضاءة. 

فكما رأينا، فإن الأماكن التي يصلها الضوء بشكل مباشر أو غير مباشر تتوهج، وينعكس هذا علي تجربة لعبك، فانت تري البيئة بشكل أوضح وبشكل أجمل وواقعي .. ونفس الشئ في الأماكن التي لا يصلها الضوء، فهي تتسم بالظلال التي تزيد من انغماسك في المشهد وتزيد من عمق تجربة لعبتك وتسترك بالظلال أثناء تسللك، كما تزيد من رهبة استكشاف الأماكن المنغلقة المظلمة.

باختصار فان تجربة اللعبة مع RTX مختلفة تماما رسوميا عن تجربة اللعبة بدونها، مما يجعل RTX أمرا لا يمكن لأي متحمس للرسوم تجاهله. وألأجمل من كل هذا ان الأداء كان متميزا، فلقد استطعنا تشغيل اللعبة علي كل الاعدادات الفائقة باستخدام بطاقة 2080Ti علي دقة عرض 1440p ومعدل 60fps صورة في الثانية فما أعلي ..


قلنا كثيرا أن تقنية تتبع الأشعة هي تقنية ثورية في عالم الألعاب، ستغير من رسوم الألعاب وتقفز بها الي الأمام بما لا يقاس، وقد ظهر هذا واضحا في انعكاسات تتبع الأشعة في Battlefield V، لكنه لم يظهر بصورة مذهلة تغير من شكل اللعبة كليا الا من خلال الاضاءة الشمولية في Metro Exodus. ان لعب نسخة الحاسب المحسنة بـ RTX جبنا الي جنب مع نسخة المنصات المنزلية home consoles وكأنك تلعب لعبة علي PS4 و أخري علي PS3.

إن تقنية تتبع الأشعة في Metro Exodus هي أول تطبيق عملي حقيقي لتقنية اضاءة شمولية في لعبة في تاريخ الألعاب كله .. وهذا يدعو أي متحمس للرسوميات كي يحتفل ويسعد، فلقد دخلت الألعاب أخيرا الي مرحلة محاكاة رسوم المحترفين المسجلة CGI. إنها مرحلة تتبع الأشعة Ray Tracing أيها القوم!