Ufuatiliaji wa Ray ni mbinu ya kutoa picha za kompyuta zinazounda picha kwa kufuatilia njia ya miale kupitia tukio. Miale inaweza kuingiliana na vitu vilivyo kwenye tukio, ikizidunga na kupata sifa, kama vile rangi.
Kufuatilia Ray: Misingi
Ufuatiliaji wa Ray huiga mwangaza wa ulimwengu halisi. Nuru tunayoona ni matokeo ya fotoni zinazotolewa kutoka kwa vyanzo vya nishati, kama jua. Fotoni zinaweza kudunda na kutawanyika zinapogongana na vitu. Kioo ndicho pekee unachohitaji ili kuona hili katika vitendo. Nuru kugonga kioo huleta mwako.
Ufuatiliaji wa Ray huiga hii. Idadi ya miale inayofuatiliwa ni ndogo ikilinganishwa na ulimwengu halisi, ambapo mamilioni ya fotoni huruka katika uwanja wetu wa maoni. Michezo ya kisasa hufuata kati ya miale moja hadi nne kwa pikseli. Bado, hiyo inatosha kuiga ulimwengu halisi.
Kufuatilia njia ya miale pia huiruhusu kuingiliana na ulimwengu wa mchezo. Mwale unaoruka kutoka kwa kitu chekundu unaweza kuathiriwa na rangi hiyo, ikitoa mwanga mwekundu karibu. Miale inaweza kutawanyika kwa njia tofauti kulingana na sifa ambazo wasanii wa mchezo huwapa vitu, hivyo kuruhusu nyuso halisi zinazoakisi nusu au mbaya.
Ufuatiliaji wa Ray ni hatua muhimu ya kusonga mbele kwa michoro ya 3D. Huunda taswira halisi kwa kuiga njia ya miale inaposonga kwenye mchezo. Hii husababisha mwanga unaoweza kuingiliana na mazingira hata wakati mazingira hayaonekani kwa mchezaji. Ufuatiliaji wa Ray hauhitaji maunzi iliyoundwa ili kufanya kazi, lakini ni muhimu tu kwenye kadi ya video au kiweko cha mchezo ambacho kinaweza kuongeza kasi ya ufuatiliaji wa miale kwa sababu inahitaji sana.
Ray Tracing dhidi ya Rasterization (au, michoro ya 3D kama ulivyojua)
Huenda bado umechanganyikiwa hata kama unaelewa maelezo haya. Tafakari zilikuwepo katika michezo iliyopita, hata ile iliyodumu kwa miongo kadhaa sasa. Je, ufuatiliaji wa miale ni tofauti vipi?
Michezo ya 3D iliyopita, na michezo mingi ya kisasa, hutumia uboreshaji. Rasterization inachanganya vipengele vya ulimwengu wa mchezo wa 3D unaoonekana kwa mchezaji na kuwa picha ya P2. Inatoa tu kile ambacho kinapaswa kuonekana kwa mchezaji, kwani utendaji wowote unaotumiwa kuzalisha kile ambacho mchezaji hawezi kuona unapotea. Hata hivyo, hii inazua tatizo.
Hebu turejee kwa mfano wa kioo. Mazingira ya mchezaji na tabia ya mchezaji hazionekani kwa mchezaji (angalau katika mchezo wa mtu wa kwanza). Kwa uboreshaji, hakuna chochote kwa kioo cha kuonyesha.
Bila shaka, vioo vipo katika michezo ya kisasa. Wanatoa tukio mara mbili. Pasi moja ni kutoka kwa mtazamo wa mchezaji, wakati mwingine ni kutoka kwa mtazamo tofauti. Hiyo huongeza utendakazi unaohitajika ili kuonyesha tukio, hata hivyo.
Maakisi ya nafasi ya skrini, mbinu katika injini za mchezo wa 3D, tumia data ya skrini ili kuunda uakisi. Mbinu hii ni bora kwa nyuso zinazoakisi kwenye pembe ya mtazamo wa mchezaji, kama vile maji. Hata hivyo, vipengee vilivyoakisiwa hutoweka ikiwa kipengee kilichoonyeshwa kitasogezwa nje ya skrini.
Ufuatiliaji wa Ray hakushiriki matatizo haya kwa sababu, tofauti na uwekaji raster, unaweza kufuatilia nje ya mtazamo wa mchezaji.
Pia, katika michezo inayoruhusu miale kuingiliana na nyuso, ufuatiliaji wa mionzi unaweza kuonyesha hali halisi ya kutokwa na damu na nyuso zinazoakisi nusu-akili ambazo ni ngumu kushughulikia.
Ufuatiliaji wa Ray Unahitaji Vifaa Gani?
Kufuatilia Ray si wazo geni. Wanasayansi wa kompyuta walifanya majaribio ya kufuatilia miale mapema miaka ya 1980, na kuunda picha tuli zenye mwanga halisi, uakisi na vivuli. Kwa bahati mbaya, walichukua saa kadhaa kutoa.
Mchezo wa video unahitaji ufuatiliaji wa miale ya moja kwa moja kwa fremu 30 kwa sekunde moja au zaidi. Hilo linawezekana tu kwa kadi ya video iliyoundwa ili kuharakisha ufuatiliaji wa miale.
Ufuatiliaji wa RTX wa Nvidia unategemea silikoni inayoitwa Tensor Core. Tensor Cores hupatikana tu katika kadi za video za RTX. Kadi za GTX za Nvidia zinaweza kutoa mchezo kwa kutumia ufuatiliaji wa miale kwa sababu, kama ilivyosemwa, ufuatiliaji wa miale hauhitaji silicon iliyojengwa kwa kusudi. Walakini, utendakazi ni mbaya zaidi ikilinganishwa na kadi za RTX. Na baadhi ya michezo, kama vile Minecraft iliyo na ufuatiliaji wa miale ya RTX, inahitaji kadi ya video ya RTX kwa sababu ya njia mahususi inawasha ufuatiliaji wa miale.
Kadi za AMD zinazoharakisha ufuatiliaji wa miale hazina chapa mahususi na hazina silicon maalum. Badala yake, hutumia marekebisho ya maunzi na masasisho ya programu kwa matokeo bora. Ni vigumu zaidi kutambua kadi za AMD zinazoharakisha ufuatiliaji wa miale, kwa hivyo zingatia maelezo.
PlayStation 5 ya Sony na Xbox Series X na S zina maunzi ya michoro kutoka AMD yanayoweza kuharakisha ufuatiliaji wa miale. Ni juu ya watengenezaji kuwezesha, hata hivyo, na michezo mingi haifanyi hivyo. Mfano mashuhuri ni Cyberpunk 2077, ambayo iliauni ufuatiliaji wa miale ya RTX kwenye Kompyuta wakati wa uzinduzi lakini haikuauni ufuatiliaji wa ray kwenye consoles za kizazi kijacho. Kipengele hiki kimeahidiwa kwa consoles za kizazi kijacho katika kiraka cha siku zijazo.
