فناوری ردیابی پرتو به گوشی های هوشمند رسید. اما آیا این یک مسئله واقعی است؟

کوالکام با معرفی Snapdragon 8 Gen 2 توضیحات زیادی در مورد قابلیت های مختلف این تراشه ارائه کرد و بدون شک پشتیبانی از ray tracing یکی از ویژگی های جذاب آن بود. با معرفی تراشه پرچمدار خود، غول فناوری از سن دیگو به صفوف سامسونگ و مدیاتک می پیوندد که به ترتیب از ردیابی پرتوهای مبتنی بر سخت افزار با تراشه های Dimensity 9200 و Exynos 2200 پشتیبانی می کنند و گرافیک واقعی تری را در بازی های موبایل امکان پذیر می کنند.

با توجه به اینکه تقریباً تمامی گوشی‌های پرچمدار در سال 2023 از ردیابی پرتو پشتیبانی می‌کنند، آیا می‌توان انتظار داشت که فاصله بین گرافیک بازی‌های موبایلی و بازی‌های رایانه شخصی و کنسول در سال آینده کاهش یابد؟

به این سوال نمی توان پاسخ دقیقی داد و بدون شک ray tracing در گوشی های هوشمند قابلیت بسیار جذابی است که می توان از آن برای ارائه جلوه های گرافیکی جذاب تری استفاده کرد. با این حال، هنوز موانع متعددی وجود دارد که باید بر آنها غلبه کرد. بنابراین بررسی قابلیت های نسل فعلی فناوری ردیابی پرتو در گوشی های هوشمند ضروری به نظر می رسد.

همه راه حل ها برای اجرای ردیابی پرتو در تلفن ها یکسان نیستند

توجه به این نکته مهم است که ردیابی پرتو یک اصطلاح گرافیکی است و شامل طیف گسترده ای از پیاده سازی های مختلف است. شما می توانید این پیاده سازی ها را به عنوان سطوح ردیابی اشعه در نظر بگیرید که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. این واقعیت که گوشی های هوشمند از ویژگی فوق پشتیبانی می کنند به معنای ارائه جلوه های گرافیکی مشابه کنسول ها نیست.

سخت افزار ردیابی اشعه موبایل ضعیف تر از کنسول ها و رایانه های شخصی است

کیفیت جلوه های بصری با استفاده از فناوری ردیابی پرتو به این بستگی دارد که آیا کل صحنه را می توان با آن ویژگی رندر کرد یا با رویکرد ترکیبی استفاده از ویژگی فقط برای برخی جلوه ها.

با توجه به اینکه رایانه ها و کنسول های شخصی همچنان از رویکرد هیبریدی استفاده می کنند، قطعا گزینه دوم در فضای گوشی های هوشمند اهمیت بیشتری دارد. در بالاترین سطح، با استفاده از ردیابی پرتو، نحوه بازتاب و بازتاب نور را می توان از سطوح منحنی مانند آب یا شیشه ترسیم کرد. در حالی که اجرای سبک تر می تواند دقت سایه های اعمال شده را بهبود بخشد و به بازتاب بهتر در برخی از سطوح کمک کند. این هنوز هم خیلی خوب به نظر می رسد. اما انتظار نداشته باشید که افکت های کنسول مانند را دریافت کنید.

ما مروری کوتاه بر معماری‌های ردیابی پرتوهای مورد استفاده توسط کوالکام و ARM داریم و بر اساس آن، بینشی از قابلیت‌های آن به دست آورده‌ایم. برای شروع، هر دو معماری سرعت محاسبات تقاطع ها و مثلث ها را بهبود می بخشند. که در آن بلوک های اصلی ساختمان ردیابی پرتو هستند. محاسبه تقاطع پرتوها در این شرایط با استفاده از سخت افزار چندین برابر سریعتر از نرم افزار است.

با این حال، فقط Qualcomm از Bounding Volume Hierarchical (BVH) پشتیبانی می کند و ما در حال حاضر اطلاعاتی در مورد پردازنده گرافیکی Xclipse سامسونگ نداریم. تکنیک ذکر شده مشابه روشی است که انویدیا و AMD در کارت گرافیک های پرچمدار خود استفاده می کنند. شتاب دهنده BVH مهم است. زیرا برای افزایش سرعت انجام محاسبات ریاضی مربوط به تقاطع پرتوها با جستجو در گروه های چندضلعی جهت محدود نمودن تقاطع ها به جای محاسبه جداگانه آنها استفاده می شود.

پردازنده‌های گرافیکی موبایل از نظر پشتیبانی و عملکرد ردیابی پرتو متفاوت هستند

به این ترتیب، ما انتظار داریم پیاده سازی کوالکام نرخ فریم بالاتر و ردیابی پرتوهای پیچیده تری را ارائه دهد. اما با این فرض که قابلیت ها و تعداد تیرها در وهله اول با نمونه های لوگو قابل مقایسه باشد. با این اوصاف، جنبه های دیگری نیز برای سرعت بخشیدن به ردیابی پرتو وجود دارد، مانند حذف نویز و مدیریت حافظه، که می تواند برای بهبود عملکرد بهینه شود. ما نمی دانیم که ARM یا Qualcomm تا چه اندازه GPU های خود را برای رفع این نیازها بهینه کرده اند.

Oppo ادعا می کند موتور PhysRay آن در اسنپدراگون 8 نسل 2 با تغییر از نرم افزار به شتاب سخت افزاری تا 5 برابر سریعتر است. در همین حال، ARM از افزایش عملکرد سه برابری پردازنده گرافیکی Immortalis G715 در معیارهای سخت افزاری داخلی خود در مقابل معیارهای نرم افزاری تبلیغ کرده است. متأسفانه، هیچ یک از بنچمارک ها بینش زیادی در مورد عملکرد واقعی و قابلیت های گرافیکی که احتمالاً مشاهده خواهیم کرد، ارائه نمی دهند.

کوالکام خاطرنشان می‌کند که از بازتاب‌ها، سایه‌ها، نور محیط و سایر تکنیک‌های مهم برای تولید جلوه‌های ردیابی پرتوی مناسب پشتیبانی می‌کند. به همین ترتیب، ARM می گوید از شطرنجی سازی هیبریدی برای افزایش نور، سایه ها و بازتاب ها استفاده می کند. با این حال، لایه‌بندی این ویژگی‌ها به قدرت پردازش بیشتری نیاز دارد و ما هنوز نمی‌دانیم اولین تراشه‌های گوشی‌های هوشمند تا چه اندازه می‌توانند از آن پشتیبانی کنند و چه نرخ فریمی را ارائه می‌دهند.

مقیاس عملکرد ردیابی اشعه در گوشی های هوشمند با کنسول های بازی یکسان نیست

در حالی که باید منتظر بمانیم و ببینیم که بازی‌های موبایل واقعاً چگونه از مزایای فناوری ردیابی پرتو اسنپدراگون 8 نسل 2 بهره خواهند برد، چیزی که می‌توان با اطمینان گفت این است که تراشه‌های موبایل برای بارهای گرافیکی زیر 5 وات طراحی شده‌اند. به سطح عملکرد کنسول های بازی یا گرافیک رایانه های شخصی نرسد.

به عنوان مثال، آخرین کارت گرافیک RTX 4080 انویدیا یک غول 320 واتی است. از طرفی پلی استیشن 5 و ایکس باکس سری ایکس نیز با توان 200 وات کار می کنند که البته شامل مصرف پردازنده مرکزی و گرافیک می شود. رزولوشن 4K با تمام رنگ ها و جلوه هایش به سادگی برای ردیابی پرتو در گوشی های هوشمند در دسترس نیست.

با فعال کردن ردیابی پرتو، انتظار کاهش نرخ فریم و وضوح را داشته باشید

نزدیک‌ترین تقریبی که از عملکرد ردیابی پرتوهای گوشی‌های هوشمند در دنیای واقعی دیده‌ایم، از صحبت‌های Oppo درباره موتور PhysRay آن در Snapdragon Tech Summit است.

این شرکت خاطرنشان می کند که امکان دستیابی به سرعت 60 فریم در ثانیه در رزولوشن 720p به مدت 30 دقیقه با اسنپدراگون 8 نسل 2 وجود دارد. این آمار مطلوب به نظر می رسد. اما به وضوح نشان می دهد که مسئله اصلی در گوشی های هوشمند نرخ فریم و وضوح است. ناگفته نماند، عملکرد پایدار نیز می تواند یکی دیگر از مشکلات ردیابی پرتو در تلفن های هوشمند باشد. زیرا این محصولات به دلیل فرم فاکتور از سیستم های خنک کننده قدرتمند بی بهره اند.

رویداد Snapdragon Summit همچنین پیش نمایش هایی از عملکرد ray tracing Snapdragon 8 Gen 2 را به نمایش گذاشت. کوالکام یک انیمیشن کوتاه برای مشاهده اثر فعال کردن ردیابی پرتو به نمایش گذاشت. طبق این ویدیو به راحتی می توانید تفاوت نور و انعکاس و حتی روز و شب را مشاهده کنید.

همچنین، صفحه نمایش های کوچک گوشی های هوشمند برای به نظر رسیدن عالی به وضوح زیادی نیاز ندارند. بازی‌های 720p با سرعت 60 فریم در ثانیه یا 1080p با سرعت 30 فریم در ثانیه با نورپردازی و بازتاب‌های جالب‌تر همچنان می‌توانند بهبود قابل توجهی در گرافیک ایجاد کنند.

انتشار بازی های موبایلی سازگار با ray tracing کمی طول می کشد

مدیاتک و کوالکام هر دو در اطلاعیه های اخیر خود خاطرنشان کردند که اولین بازی موبایلی با پشتیبانی از ردیابی پرتو در نیمه اول سال 2023 منتشر خواهد شد. درست زمانی که گوشی های مجهز به تراشه های سازگار با این فناوری به دست مصرف کنندگان برسد. عرضه بازی های جدید با پشتیبانی از این ویژگی زمان زیادی طول می کشد و احتمالا سال ها طول می کشد تا این فناوری به جذابیت اصلی بازی های موبایل تبدیل شود.

بازی های موبایل در وهله اول باید سودآور باشند و این بدان معناست که بازاری که در حال حاضر مشتریان بیشتری دارد به عناوینی که فقط روی تعداد انگشت شماری از گوشی های پرچمدار اجرا می شوند ترجیح داده می شود. در حالی که اولین بودن همیشه در بازاریابی رایگان مهم است، پیاده‌سازی ray tracing در حال حاضر برای بسیاری از توسعه‌دهندگان بازی‌های موبایل اولویت اصلی نیست و تا زمانی که این ویژگی در تعداد زیادی از دستگاه‌ها در دسترس نباشد، ادامه خواهد داشت.

استفاده از ray tracing در بازی های کنسولی نیز همین شرایط را داشت. با این حال، مدیاتک اعلام کرده است که تمامی استودیوهای اصلی بازی سازی چینی در حال کار بر روی افزودن این ویژگی به بازی های خود هستند. شرکت های بزرگی مانند Tencent چین و Netease Games نیز در لیست شرکای کوالکام دیده شده اند. بنابراین، شاید بازی های سازگار با ray tracing زودتر از حد انتظار در برخی بازارها عرضه شوند.

پشتیبانی از ردیابی پرتو در بازی های موبایل در راه است. اما پذیرش گسترده آن احتمالا سال ها طول خواهد کشید

نکته مهم این است که با وجود تسلط کوالکام بر بازار تراشه های گوشی های هوشمند، ردیابی پرتو می تواند با سرعت بیشتری در دسترس کاربران قرار گیرد. احتمالا در سال های آینده تعداد فزاینده ای از بازی ها از این فناوری بهره خواهند برد و بازتاب ها و نورپردازی های جالب تری را روی این عناوین تجربه خواهیم کرد.

ردیابی پرتو از طریق API محبوب Vuulkan همچنین نشان می‌دهد که پورت‌های کراس پلتفرم از همیشه امکان‌پذیرتر هستند. بنابراین، هنوز می‌توان در درازمدت به آن امیدوار بود.

آیا باید گوشی جدیدی با پشتیبانی از ردیابی پرتو بخریم؟

امیدواریم این مقاله شما را متقاعد کرده باشد که برای خرید یک گوشی هوشمند جدید سازگار با اشعه ردیابی عجله نکنید. ما هنوز اولین بازی موبایلی را که از این فناوری پشتیبانی می کند، مشاهده نکرده ایم. بنابراین در پذیرش آن ابتدا نباید عجله کنیم. صادقانه بگویم، حتی بهتر است منتظر نسل دوم پردازنده‌های گرافیکی موبایلی سازگار با ردیابی پرتو باشیم تا عوارض اولیه را برطرف کرده و عملکرد را تا حدودی بهبود بخشد.

با این حال، اگر قصد خرید یک گوشی هوشمند جدید را دارید و بازی برای شما در اولویت است، شاید ارزش آن را داشته باشد که تا سال 2023 منتظر بمانید تا محصولات ردیابی پرتو در دسترس قرار گیرند.