نگاهی به راندمان Ray Tracing در بازی Battlefield V

همان گونه که در مقاله‌ی بررسی راندمان نسخه‌ی پی‌سی Battlefield V شرح دادیم، درست قبل از انتشارِ رسمی بتلفیلد 5، EA و DICE پَچی را برای بازی منتشر کردند که قابلیتِ DXR یا همان ray tracing در دایرکت ایکس 12 را برای بازی فعال می‌کرد. این بروز رسانی به کارت‌های گرافیکیِ انویدیا با قابلیتِ RTX که با نامِ GeForce RTX شناخته می‌شوند امکان داد که از واحدهای مخصوصِ سخت افزاری خود در معماریِ تورینگ برای پیاده سازیِ افکت‌های ray tracing استفاده کنند. مدل‌های دارای این امکان در نسلِ تورینگ تنها به سه مدلِ GeForce RTX 2070 ،GeForce RTX 2080 و GeForce RTX 2080 Ti ختم می‌شوند.

با نصبِ این بروزرسانی برای بازی و نصبِ ویندوز 10 نسخه‌ی ۱۸۰۹ یا آپدیتِ پاییزیِ اخیرا عرضه شده برای ویندوز، گزینه‌ی DXR در تنظیماتِ گرافیکیِ بازی نمایان خواهد شد که به راحتی قابلِ فعال سازی است. البته لازم است که بازی با API گرافیکی دایرکت ایکس 12 اجرا شود، چرا که DXR افزونه‌ای برای DirectX 12 است.

سایتِ آلمانیِ Hardware Luxx با نصبِ آخرین درایورِ انویدیا به آزمایش و بنچمارک گیریِ سری کارت‌های فاندرز ادیشنِ GeForce RTX از مدل‌های RTX 2080 و RTX 2080 Ti پرداخت و سپس مدلِ  ROG Strix GeForce RTX 2070 OC از ایسوس را هم به فهرستِ خود اضافه کرد.

مراحلِ داستانِی بازی به جهتِ عدمِ وجودِ تغییراتِ اتفاقی و غیرِ قابلِ پیش‌بینی در محیطِ پیرامونی، برای آزمودنِ راندمان انتخاب شده است. کیفیتِ DXR در گزینه‌ی DXR RAYTRACE REFLECTIONS QUALITY روی HIGH تنظیم شده است. نتایجِ بدست آمده در مرحله‌ی Under No Flag در نمودارهای زیر و رزولوشن‌های مختلف به نمایش درآمده است:

اولین نکته‌ی قابلِ انتظار این که راندمان تحتِ دایرکت ایکس 11 هنوز بهتر از دایرکت ایکس 12 است، الگویی که در بازی‌های دیگر هم شاهد بوده‌ایم. اما به نظر می‌رسد که RTX سرعتِ ارسال فریم‌ها به خروجی را به کمتر از نصفِ میزانِ قبلی در هر ثانیه می‌رساند. برای GeForce RTX 2070 و DXR، در واقع فقط در دقتِ ۱۹۲۰ در ۱۰۸۰ پیکسل قابل بازی کردن است، اما RTX 2080 در رزولوشنِ 1080p همیشه نرخِ فریمی بالاتر از ۶۰ فریم بر ثانیه را عرضه می‌کند. بهترین راندمان هم طبعا با GeForce RTX 2080 Ti با متوسطِ ۷۲ فریم بر ثانیه ثبت می‌شود.

اگر رزولوشنِ بالاتر را انتخاب کنید تصویرِ کلی کمی متفاوت می‌شود. در دقتِ ۲۵۶۰ در ۱۴۴۰ پیکسل فقط کارتِ گرافیکِ RTX 2080 Ti می‌تواندِ فریمِ کافی را تولید کند و RTX 2080 به سختی می‌تواند راندمانِ قابلِ بازی را بدست آورد. البته این که در این بازی از چه میزان فریمی بالاتر مناسب باشد و روان به نظر برسد، بستگی به بازیکن دارد.

نتایجِ بدست آمده در دقتِ ۳۸۴۰ در ۲۱۶۰ پیکسل یا همان 4K هم بسیار ناامید کننده است. در واقع حتی GeForce RTX 2080 Ti هم نمی‌تواند فریمِ کافی برای قابلِ بازی بودنِ Battlefield V را در این دقت تولید کند.

بروز رسانی اول: آزمودنِ مرحله‌ایی دیگر

انویدیا به ما خبر داد که هنوز برخی مشکلات و باگ‌ها در پیاده سازیِ فعلیِ DXR وجود دارد و به همین دلیل مراحلی که در آنها درختان یا پوششِ گیاهیِ زیادی به چشم می‌خورد به شدت چالشی خواهند بود. به همین دلیل تصمیم بر این شد که مرحله‌ی دیگری هم آزمایش شود:

در اندازه گیریِ راندمانِ مرحله‌ی جدید، کاهشِ ایجاد شده در راندمان به واسطه‌ی بکارگیریِ DXR بسیار کمتر از آزمونِ مرحله‌ی قبل است. با این حال هنوز هم نیمی از فریم‌ها را در این حالت از دست می‌دهیم. به طور آشکار تفاوتی در میانِ این دو مرحله وجود دارد که بسته به پیچیدگیِ صحنه‌ها، روی میزانِ افتِ فریمِ ناشی از DXR تاثیرگذار است. به نظر می‌رسد که در آزمونِ اولی به صورتِ اتفاقی بدترین حالت را بررسی کرده بودیم.

در حالِ حاضر تغییر در کیفیتِ بازتابِ ایجاد شده توسط DXR در بتلفیلد 5 هنوز ناقص است و ایراداتی دارد. تاکنون همه‌ی موارد را در تنظیماتِ High سنجیده بودیم، اما تلاش کردیم که سطوحِ کیفیِ Low، Medium و Ultra را هم برای RTX 2080 امتحان کنیم:

به نظر می‌رسد که تاثیر روی راندمان با تنظیماتِ Medium، High و Ultra تفاوتِ چندانی نخواهند داشت ( شاید هم تنظیمات کاملا اعمال نمی‌شوند و نیاز به ریستارت شدنِ بازی دارند)، در حالی که تنظیماتِ Low حداقل ۳۰ درصد فریمِ بالاتری تولید می‌کند. هر چند که باز هم در موردِ نصف شدنِ راندمان نسبت به حالتی که DXR غیرِ فعال است صحبت می‌کنیم.

تنظیماتِ پیشنهادی انویدیا

انویدیا برای هر ترکیب از تنظیماتِ گرافیکی و رزولوشنِ مربوطه، پیشنهاداتی برای کیفیتِ بازتابِ DXR با رعایتِ معیارِ ۶۰ فریم بر ثانیه دارد:

حتی انویدیا هم هیچ توصیه‌ای برای رزولوشنِ 4K و تنظیماتِ Ultra ندارد و RTX 2080 Ti را نهایتا برای دقتِ 2K و تنظیماتِ Medium برای DXR مناسب دانسته است. به نظر می‌رسد انویدیا هم تنظیماتِ گرافیکیِ عمومیِ بازی را به تنظیماتِ DXR اولویت داده است.

علاوه بر این، انویدیا توصیه می‌کند که گزینه‌های زیر در هنگامِ استفاده از DXR خاموش شوند:

• Chromatic aberration
• Film grain
• Vignette
• Lens refraction

تصاویرِ گرفته شده در حال فعال و غیر فعال بودنِ DXR

نمونه‌هایی از صحنه‌های بازی در حالتِ فعال و غیرِ فعال بودنِ DXR را در ادامه خواهید دید. با کلیک بر روی عکس‌ها می‌توانید نمونه‌های بزرگ‌تر و واضح‌تری را ببینید و ایده‌ی بهتری از تاثیرِ این افکت پیدا کنید:

دایس در این بازی به طور‌ کامل روی پیاده سازیِ بازتاب‌ها با استفاده از DXR تمرکز داشته است. هر چند پیاده سازیِ بازتاب‌ها به کمکِ تکنیکِ رایجِ Rasterization هم امکان‌پذیر است، پیاده سازی به روشِ قدیمی به هیچ وجه به محدوده‌ی کیفیِ ray tracing نزدیک هم نمی‌شود. تصاویرِ بالا این موضوع را کم و بیش تایید می‌کنند.

سوالی که برای خیلی از کاربران پیش خواهد آمد این است که آیا بازسازیِ بازتاب‌های طبیعی، ارزش افزوده‌ای با کاربردِ واقعی هم در بازی خواهد داشت یا خیر. در حقیقت این موضوع تا حدی به مکانی که بازیکن در آن به این افکت‌ها برخورد دارد هم بستگی دارد. در درجه‌ی اول، این مورد در مراحلِ تک نفره و داستانی اهمیت دارد، در حالی که در نبردهای چند نفره، گرافیک کمتر در معرضِ تمرکزِ بازیکن قرار می‌گیرد.

دانلود از آپارات | تماشا در یوتیوب

لازم به ذکر است که الکترونیک آرتز، دایس و انویدیا می‌گویند که پیاده سازیِ DXR در Battlefield V هنوز در مراحلِ ابتداییِ خود قرار دارد و بهبود‌های متعددی در آینده در این بخش انجام خواهد گرفت. هنوز نمی‌توانیم قضاوت کنیم که این بهبودها تنها به راندمانِ همین افکت مربوط می‌شوند یا افکت‌های دیگری هم پیاده سازی خواهند شد.

جمع بندی

همان گونه که شاهد بودید، فعال کردن DXR باعثِ کاسته شدن از حدودِ نیمی از توانِ خروجی کارت‌های گرافیکیِ RTX می‌شود. بسته به محیطِ سه بعدیِ در حالِ پردازش و همان گونه که در آزمایشِ دو مرحله‌ی متفاوت از بازی دیدیم، این میزان ممکن است بیشتر یا کمتر از این مقدار هم بشود. هر چند که این پیاده سازی هنوز کامل نیست و ِاعمالِ برخی بهبودها محتمل است و این را می‌توان از توصیه‌های انویدیا برای تنظیماتِ گرافیکیِ DXR که مطابق با تنظیماتِ Low در نظر گرفته شده است هم متوجه شد.

مواردِ دیگر مانندِ ارزیابیِ این فناوریِ جدید تا حدِ زیادی می‌تواند به نظراتِ شخصی هم وابسته باشد. تصاویرِ مقایسه‌ای در برخی موارد، تفاوتِ آشکاری را به وضوح نشان می‌دهند. یقینا این تفاوت‌ها تعیین کننده‌ نیستند، اما اگر مشکلِ راندمان هم حل شود چه دلیلی وجود دارد که به جای استفاده از افکتِ شناخته شده‌ی Screenspace Reflections، از افکت‌های واقعیِ ray tracing استفاده نکنیم؟

Battlefield V بدون افکت‌های DXR هم گرافیکِ خیره کننده‌ای دارد. توسعه دهندگانِ این بازی در استودیوی دایس، آن‌چه را که امکان پذیر بوده در مدلِ کلاسیکِ رندر با rasterization پیاده سازی کرده‌اند. پیاده سازیِ مقدماتی تکنیک‌های ray tracing با استفاده از رابطِ DXR ساختِ مایکروسافت هم نشان دهنده‌ی مسیری است که در آینده طی خواهند کرد. دیر یا زود DXR روی سخت افزارهای دیگر هم در دسترس خواهد بود و تنها یک قابلیتِ اختصاصی برای دارندگانِ کارت‌های GeForce نخواهد ماند. البته که اجرای بازی با تمامِ جزئیات و DXR روی کارتِ GeForce RTX 2080 Ti و رزولوشنِ 4K و مجبور شدن به اجرای بازی در رزولوشنِ پایین‌ترِ 2K راهکارِ ایده‌آلی نیست، اما پیاده سازیِ محدوده‌ی کامل و بدون نقص از آن چه که اکنون با ray tracing در اختیار داریم، تا چه حد با سخت افزارهای فعلی و با آخرین تنظیماتِ گرافیکی واقع بینانه خواهد بود؟ البته روشن است که از نقطه نظرِ گیمرها این اتفاق بسیار مطلوب تلقی خواهد شد.

با این اوصاف چه گزینه‌ی جایگزینی می‌توانیم داشته باشیم؟ قطعا می‌توان برای یک یا دو سالِ دیگر هم صبر کرد. هیچ کس مجبور به خریدِ کارت‌های RTX نیست و به علاوه، استفاده از DXR پیش نیازِ اجرای هیچ عنوانی نخواهد بود و در عوض یک امکانِ اضافی محسوب می‌شود. حداقل یک نسل طول می‌کشد که راندمانِ DXR به یک جهشِ قابل توجه دسترسی یابد. دستیابی به آستانه‌ی بازی در رزولوشنِ 4K با تمامِ جزئیات تنوعِ بیشتری در حیطه‌ی سخت افزاری پیدا خواهد کرد و لحاظ کردن یا نکردنِ DXR در آن نقشِ بزرگی نخواهد داشت، چرا که موتورهای بازی از جنبه‌های دیگر پیچیده‌تر خواهند شد.

شاید سرزنشِ انویدیا و متهم کردنش به فریبِ کاربران منصفانه نباشد. لذت بردن از بخشِ تک نفره‌ی بازی با بالاترین کیفیتِ ممکن خواسته‌ای است که بسیاری از بازیکنان دارند. اما برای بخشِ چند نفره فدا کردنِ جلوه‌های بصری در ازای تاخیرِ کمتر طرفدارانِ بیشتری دارد. در عوض می‌توان انویدیا را به خاطرِ ارائه‌ی  بیش از حد کندِ این فناوری ملامت کرد. DXR و DLSS با امید و آرزوهای بزرگی معرفی شدند، اما تاکنون فقط یک عنوان با DXR عرضه شده و هیچ عنوانِ جدیدی با بهره گیری از DLSS عرضه نشده است. سخت افزارِ مربوطه اکنون بیش از دو ماه است که در بازار وجود دارد و برخی از قول‌هایی که انویدیا داده به سررسیدِ خود نزدیک می‌شوند. کارت‌هایی مانندِ RTX 2070 و RTX 2080 تمامِ ارزشِ افزوده‌ی خود را از این فناوری‌های جدید می‌گیرند، در حالی که RTX 2080 Ti در این رابطه جایگاهِ ویژه‌ای دارد.

در هر صورت در مورد پیاده سازی‌های بیشترِ این فناوری در بازی‌های دیگر کنجکاو هستیم. Battlefield V روی پیاده سازیِ بازتاب‌ها تمرکز کرده، در حالی که Metro Exodus به تکنیک‌های نورپردازی با استفاده از ray tracing اختصاص یافته است. تکنیکِ Diffuse Global Illumination با استفاده از رهگیریِ پرتو یک رویکردِ کاملا متفاوت از DXR را نشان خواهد داد. در عینِ حال، این موضوع دوباره محدودیت‌های پیاده سازیِ فعلی را هم آشکار می‌کند، چرا که به نظر نمی‌رسد که پیاده سازیِ همزمانِ نورپردازی و بازتاب‌ها با ray tracing هنوز قابلیتِ عملی شدن داشته باشد.