रे ट्रेसिंग कंप्यूटर ग्राफिक्स को प्रस्तुत करने की एक तकनीक है जो एक दृश्य के माध्यम से किरणों के पथ को ट्रेस करके एक छवि बनाता है। किरणें दृश्य में वस्तुओं के साथ बातचीत कर सकती हैं, उन्हें उछाल सकती हैं और रंग जैसे गुण प्राप्त कर सकती हैं।
रे ट्रेसिंग: मूल बातें
रे ट्रेसिंग वास्तविक दुनिया की रोशनी का अनुकरण करता है। हम जो प्रकाश देखते हैं वह सूर्य की तरह ऊर्जा स्रोतों से उत्सर्जित फोटॉन का परिणाम है। फोटॉन उछल सकते हैं और बिखर सकते हैं क्योंकि वे वस्तुओं से टकराते हैं। इसे क्रिया में देखने के लिए आपको केवल एक दर्पण की आवश्यकता है। दर्पण से टकराने वाला प्रकाश प्रतिबिंब बनाता है।
रे ट्रेसिंग इसका अनुकरण करती है। वास्तविक दुनिया की तुलना में ट्रेस की गई किरणों की संख्या बहुत कम है, जहां हमारे देखने के क्षेत्र में लाखों फोटॉन उछालते हैं। आधुनिक गेम प्रति पिक्सेल एक और चार किरणों के बीच कहीं ट्रेस करते हैं। फिर भी, यह वास्तविक दुनिया का अनुकरण करने के लिए पर्याप्त है।
किरण के पथ का पता लगाने से वह खेल की दुनिया से भी जुड़ सकता है। एक किरण जो किसी लाल वस्तु से टकराती है, उस रंग से प्रभावित हो सकती है, जो पास में एक लाल चमक पैदा करती है। एक खेल के कलाकार वस्तुओं को जो गुण देते हैं, उसके आधार पर किरणें अलग-अलग तरीकों से बिखर सकती हैं, जिससे यथार्थवादी अर्ध-परावर्तक या खुरदरी सतहों की अनुमति मिलती है।
रे ट्रेसिंग 3डी ग्राफिक्स के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है। यह किरणों के पथ का अनुकरण करके एक यथार्थवादी छवि बनाता है क्योंकि वे एक खेल के माध्यम से आगे बढ़ते हैं। यह प्रकाश की ओर जाता है जो पर्यावरण के साथ बातचीत कर सकता है, भले ही पर्यावरण खिलाड़ी को दिखाई न दे। रे ट्रेसिंग को कार्य करने के लिए उद्देश्य-निर्मित हार्डवेयर की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन यह केवल वीडियो कार्ड या गेम कंसोल पर व्यावहारिक है जो रे ट्रेसिंग को तेज कर सकता है क्योंकि यह बहुत मांग वाला है।
रे ट्रेसिंग बनाम रास्टराइजेशन (या, जैसा कि आप जानते थे 3डी ग्राफिक्स)
आप इस स्पष्टीकरण को समझने के बाद भी भ्रमित हो सकते हैं। प्रतिबिंब पिछले खेलों में मौजूद थे, यहां तक कि वे भी जो अब कई दशक पुराने हैं। किरण अनुरेखण किस प्रकार भिन्न है?
पिछले 3डी गेम, और अधिकांश आधुनिक गेम, रैस्टराइजेशन का उपयोग करते हैं। रास्टराइजेशन एक 3D गेम की दुनिया के तत्वों को जोड़ता है जो खिलाड़ी को 2D छवि में दिखाई देता है। यह केवल वही प्रस्तुत करता है जो खिलाड़ी को दिखाई देना चाहिए, क्योंकि खिलाड़ी जो नहीं देख सकता है उसे उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाने वाला कोई भी प्रदर्शन व्यर्थ है। हालाँकि, यह एक समस्या पैदा करता है।
आइए दर्पण के उदाहरण पर लौटते हैं। खिलाड़ी का वातावरण और खिलाड़ी का चरित्र खिलाड़ी को दिखाई नहीं देता (पहले व्यक्ति के खेल में, कम से कम)। रास्टराइज़ेशन के साथ, दर्पण में प्रतिबिंबित करने के लिए कुछ भी नहीं है।
बेशक, आधुनिक खेलों में दर्पण मौजूद होते हैं। वे दृश्य को दो बार प्रस्तुत करते हैं। एक पास खिलाड़ी के दृष्टिकोण से है, जबकि दूसरा एक अलग दृष्टिकोण से है। हालांकि, यह एक दृश्य को प्रस्तुत करने के लिए आवश्यक प्रदर्शन को दोगुना कर देता है।
स्क्रीन स्पेस रिफ्लेक्शन, लोकप्रिय 3D गेम इंजन में एक तकनीक, प्रतिबिंब बनाने के लिए ऑन-स्क्रीन डेटा का उपयोग करती है। यह तकनीक पानी जैसे खिलाड़ी के दृष्टिकोण के कोण पर परावर्तक सतहों के लिए आदर्श है।हालांकि, परावर्तित वस्तु गायब हो जाती है यदि परावर्तित वस्तु ऑफ-स्क्रीन चलती है।
रे ट्रेसिंग इन समस्याओं को साझा नहीं करता है, क्योंकि रैस्टराइज़ेशन के विपरीत, यह खिलाड़ी के दृष्टिकोण से बाहर का पता लगा सकता है।
इसके अलावा, उन खेलों में जो किरणों को सतहों के साथ बातचीत करने की अनुमति देते हैं, रे ट्रेसिंग यथार्थवादी रंग ब्लीड और अर्ध-परावर्तक सतहों को प्रदर्शित कर सकता है जिन्हें रैस्टराइजेशन को संभालना मुश्किल है।
रे ट्रेसिंग के लिए कौन से हार्डवेयर की आवश्यकता होती है?
रे ट्रेसिंग कोई नया विचार नहीं है। कंप्यूटर वैज्ञानिकों ने 1980 के दशक की शुरुआत में किरण अनुरेखण के साथ प्रयोग किया, यथार्थवादी प्रकाश, प्रतिबिंब और छाया के साथ स्थिर चित्र बनाए। दुर्भाग्य से, उन्हें प्रस्तुत करने में घंटों लग गए।
एक वीडियो गेम को 30 फ्रेम प्रति सेकंड या उससे अधिक पर रीयल-टाइम रे ट्रेसिंग की आवश्यकता होती है। यह केवल रे ट्रेसिंग में तेजी लाने के लिए डिज़ाइन किए गए वीडियो कार्ड के साथ ही संभव है।
एनवीडिया का आरटीएक्स रे ट्रेसिंग सिलिकॉन पर निर्भर करता है जिसे टेंसर कोर कहा जाता है।Tensor Cores केवल RTX वीडियो कार्ड में पाए जाते हैं। एनवीडिया के जीटीएक्स कार्ड रे ट्रेसिंग का उपयोग करके एक गेम प्रस्तुत कर सकते हैं क्योंकि, जैसा कि कहा गया है, रे ट्रेसिंग के लिए उद्देश्य-निर्मित सिलिकॉन की आवश्यकता नहीं होती है। हालांकि, आरटीएक्स कार्ड्स की तुलना में परफॉर्मेंस बेहद खराब है। और कुछ गेम, जैसे RTX रे ट्रेसिंग के साथ Minecraft, को RTX वीडियो कार्ड की आवश्यकता होती है क्योंकि वे रे ट्रेसिंग को विशिष्ट तरीके से सक्षम करते हैं।
एएमडी कार्ड जो रे ट्रेसिंग को तेज करते हैं, उनमें विशिष्ट ब्रांडिंग नहीं होती है और उनमें समर्पित सिलिकॉन नहीं होता है। इसके बजाय, वे बेहतर परिणामों के लिए हार्डवेयर ट्वीक और सॉफ़्टवेयर अपडेट का उपयोग करते हैं। एएमडी कार्ड की पहचान करना अधिक कठिन है जो रे ट्रेसिंग को तेज करते हैं, इसलिए विवरण पर ध्यान दें।
सोनी के PlayStation 5 और Xbox Series X और S में AMD के ग्राफिक्स हार्डवेयर हैं जो रे ट्रेसिंग को तेज कर सकते हैं। हालाँकि, यह सक्षम करने के लिए डेवलपर्स पर निर्भर है, और कई गेम नहीं करते हैं। एक उल्लेखनीय उदाहरण साइबरपंक 2077 है, जिसने लॉन्च के समय पीसी पर आरटीएक्स रे ट्रेसिंग का समर्थन किया, लेकिन नेक्स्ट-जेन कंसोल पर रे ट्रेसिंग का समर्थन नहीं किया। भविष्य के पैच में नेक्स्ट-जेन कंसोल के लिए इस सुविधा का वादा किया गया है।
