با اصطلاحات فنی و تنظیمات گرافیکی بازی های پی سی آشنا شوید

فرض کنید چندین میلیون پس انداز کرده و می خواهید یک کامپیوتر گیمینگ قوی ببندید. بعد از آن همه تلاش، تازه نوبت به انتخاب قطعات سخت افزاری مناسب می رسد. باز هم فرض کنید این مشکل حل شده و یک کیس تقریباً قدرتمند در حال حاضر مقابل شما قرار دارد.

بازی مورد علاقه تان را نصب می کنید، وارد بازی می شوید، می خواهید به نسبت هزینه ای که صرف کامپیوترتان کرده اید بیشترین بهره را داشته و بازی را با بالاترین کیفیت ممکن تجربه کنید. ناگهان در بخش تنظیمات گرافیکی با چنین صفحاتی مواجه می شوید:

انبوهی از کلمات تخصصی، عبارات خلاصه شده و اعداد عجیب غریب به صورت لیست درآمده و مقابلتان قرار می گیرد. اگر هیچ اطلاعاتی نداشته باشید، با انتخاب از بین مقیاس هایی چون «Medium» یا «High» یکی را انتخاب کرده و وارد بازی می شوید.

در اکثر مواقع، امکان دارد یا از سرعت اجرای بازی راضی نباشید یا کیفیت بازی به هیچ وجه در سطح انتظاراتتان قرار نگیرد. شاید تنظیماتی که خود کامپیوتر (معمولاً سه حالت پایین، متوسط و بالا) برای شما مهیا می کند، چندان با سیستم تان خوانایی نداشته و خروجی مناسب از سیستم گرفته نشود. خصوصاً به دلیل هزینه ای که صرف کامپیوتر خانگی یا یک لپ تاب گیمینگ کرده اید، باید مطمئن باشید که بتوان بهترین خروجی را از دستگاه گرفت.

اگر اطلاعاتتان را در زمینه مباحث گرافیکی بالا ببرید، خیلی بهتر می توانید با بخش تنظیمات دست و پنجه نرم کرده و بستگی به نیازتان، تغییراتی در آن ایجاد دهید.

می توانید میزان نور را تنظیم کنید، قابلیت های گرافیکی را فعال یا غیر فعال کنید یا فرضاً با کاهش برخی المان ها که برایتان چندان مهم نیست، سرعت بازی را بالاتر ببرید. در دنیای کامپیوترهای خانگی، شما آزاد هستید.

در واقع، گرافیک بازی یکی از مهم ترین دلایلی است که بسیاری به کامپیوترهای خانگی روی می آورند و آزادی عملی که در تعیین گرافیک بازی برایشان وجود دارد، در هیچ کنسولی نیست. از طرفی کنسول ها به دلیل محدودیت های سخت افزاری، به هیچ وجه توانایی رقابت با یک کامپیوتر گیمینگ قوی را ندارند.

در این مطلب، دیجیاتو قصد دارد تا مهم ترین اصطلاحات گرافیکی را به ترتیب اولویت برایتان تشریح و تفسیر کند. بعضی موارد سعی شده تا مثال هایی آورده شود تا درک بهتری نسبت به لغات داشته باشید و از همه مهم تر، مفاهیم به ساده ترین حالت ممکن برای خواننده توضیح داده شده اند.

Resolution

وضوح تصویر یا رزولوشن کلمه ای است که شاید بارها در رسانه های خبری شنیده باشید. سال ها است دو شرکت سونی و مایکروسافت سر اینکه کدام یک از کنسول هایشان رزولوشن بیشتری روی صفحه نمایش نشان می دهند، به بحث و جدل می پردازند.

کمپانی های ساخت تلویزیون تمام تلاش خود را صرف ساخت یک تلویزیون با رزولوشن بالاتر می کنند تا در رقابت برنده شوند. به راستی رزولوشن دقیقا چیست؟

بسیار ساده است؛ ابتدا بیایید صفحه نمایش خود را به قطعات مربع شکل مساوی و کوچک (پیکسل) تقسیم کنید. تعداد پیکسل هایی که در بخش افقی صفحه قرار دارد، ضربدر تعداد پیکسل هایی که در بخش عمودی صفحه قرار دارد، رزولوشن را تشکیل می دهد.

فرضاً رزولوشن 1024 در 768 یا 768*1024 به این معنا است که 1024 پیکسل در عرض صفحه نمایش و 768 پیکسل در طول صفحه نمایش قرار دارد. ضرب این دو عدد (طول و عرض) مساحت یک مستطیل را تشکیل می دهد که همان مساحت صفحه نمایش است، منتها با مقیاس های مختلف. شکل زیر کمک شایانی در فهم رزولوشن  می کند:

 

قاعدتاً رزولوشن 600*800 تعداد پیکسل های کمتری به نسبت رزولوشن 768*1024روی صفحه نمایش 21 اینچی دارد.

توسعه دهندگان تلویزیون تمام تلاششان را می کنند مقدار رزولوشن را بالا ببرند، تا بتوانند صفحه نمایش های بزرگتری تولید کنند؛ زیرا فرضاً رزولوشن استاندارد یک تلویزیون 16 اینچی را برای یک تلویزیون 41 اینچی پیاده سازی کنیم، تصویر کیفیت به شدت پایینی خواهد داشت.

معمولاً در کنسول ها، رزولوشن توسط خود سازنده بازی تعیین می شود اما در پی سی وضعیت فرق می کند. شما می توانید خودتان تعیین کنید که میزان رزولوشن صفحه نمایشتان چقدر باشد.

هر چقدر میزان رزولوشن بالاتر رود، کیفیت تصویر نیز بیشتر خواهد شد. پیرو آن، سیستم شما باید قدرت آن را داشته باشد تا بتواند تصاویر را با رزولوشن دلخواهتان پردازش کند؛ درغیر این صورت با مشکل مواجه خواهید شد.

هر چقد میزان رزولوشن بیشتر باشد، مشکل ضد الایزینگ کمتر به چشم می خورد.

Anti- Aliasing

الایزینگ یا Aliasing مبحث مهمی چه در زمینه تصاویر دیجیتالی و چه در زمینه عکاسی است. معمولاً هنگامی که کامپیوتر در حال اجرای بازی با رزولوشن پایین است، می بینید که بخشی از اشیا بازی به جای آنکه سطح صافی داشته باشند، حالت «دندانه دار» دارند؛ گویی لبه های تصویر حالت «پلکانی» به خود می گیرد.

این اتفاق هنگامی که به یک بخش از تصویر بازی زوم کنید نیز رخ می دهد، و دلیل آن هم به خاطر ساختار تصاویر کامپیوتری یا همان پیکسل ها است که با ساختار دنیای واقعی تفاوت دارد.

الایزینگ نیز به همین اثر ناخواسته اشاره دارد. برای حل این مشکل و طبیعی تر شدن تصاویر در بازی های ویدیویی، از تکنیک ضد الایزینگ یا Anti-Aliasing استفاده می کنند.

در تکنیک ضد الایزنیگ رنگ پیکسل هایی که خود باعث به وجود آمدن لبه و تیزی شده اند، تغییر می کند؛ به این معنا که رنگ پیکسل های لبه یک شی با رنگ پیکسل های محیط اطراف خود ترکیب می شود تا تفاوت رنگ ها و برجسته شدن لبه ها کمتر به چشم آید.

این کار فشار بسیار زیادی به کامپیوتر وارد می کند، زیرا باید تمام پیکسل ها را بررسی کرده و تمام آن رنگ های اضافی را روی تصویر بیاورد. به همین دلیل، تکنیک های مختلفی برای حل این مشکل ارائه شد که برخی از آن ها به شرح زیر است:

MSAA یا Multisample Anti-Aliasing

در تکنیک ضد الایزنیگ معمولی (Supersample Anti-Aliasing یا SSAA) عمل ترکیب رنگ پیکسل های لبه دار روی تمام پیکسل های یک فریم یا تصویر صورت می گیرد.

در ضد الایزینگ مولتی سمپل یا MSAA بخشی از تصویر را مورد هدف قرار می دهد که نیاز است عمل ضد الایزینگ روی آن اعمال شود و بقیه پیکسل ها را نادیده می گیرد.

فیلتر MSAA به شدت کاربردی تر از فیلتر SSAA است، زیرا فشار کمتری به پردازنده و کارت گرافیک وارد می کند. البته از معایب MSAA این است که امکان دارد بعضی از پیکسل های لبه دار از فیلتر MSAA رد نشوند و همانطور دندانه دار باقی بمانند.

FXAA یا Fast Approximate Anti-Aliasing

هنگامی که از دو فیلتر MSAA و SSAA در بازی های سه بعدی استفاده می گردد، عمل کاوش برای از بین بردن الایزینگ روی تمام مدل های سه بعدی تصویر انجام می شود.

در ضد الایزینگ تقریب فوری (Fast Approximate) بعد از آنکه پردازش انجام و تصویر برای نمایش آماده می شود، فیلتر را روی تصویر اعمال کرده و پیکسل های دندانه دار را برطرف می کند.

FXAA فشار بسیار کمتری به سیستم وارد می کند و برای کامپیوترهای نه چندان قدرتمند ایده آل است، اما به دلیل الگوریتمی که دارد بافت های بازی را مات می کند و در نهایت تصاویر مات تر می شوند. الگوریتم این تکنیک توسط یکی از کارمندان شرکت انویدیا پیاده سازی شد.

TXAA یا Temporal Anti- Aliasing

ضد الایزینگ موقت (Temporial) شاید بهترین و قوی ترین نوع ضد الایزینگی باشد که تا حالا از آن استفاده می شود. شرکت انویدیا توانست با ترکیب چند تکنیک از جمله فیلتر MSAA به ضد الایزینگ موقت برسد.

ساختار TXAA همانند ضد الایزینگ شرکت های فیلم سازی است، که برای از بین بردن الایزینگ موقت (هنگام حرکت اجسام خودش را نمایش می دهد) استفاده می گردد. در ضد الایزینگ موقت برای فیلتر کردن هر فریم (تصویر) اطلاعات فریم قبلی را استخراج کرده و از آن کمک می گیرد.

ناگفته نماند که این تکنیک مخصوص کامپیوترهای خانگی قدرتمند است، زیرا فشار زیادی به پردازنده وارد می کند.

یکی از مهم ترین دلایلی که الایزینگ رخ می دهد، هنگامی است که سعی شود یک تصویر با رزولوشن بالا را بخواهیم با رزولوشن پایین نمایش دهیم؛ تصویری که براساس قطعات مربعی بسیار کوچکی قرار گرفته بود حالا باید درون قطعات بزرگ تر قرار گیرد، که نتیجه آن لبه های بزرگ تر و برجسته تر می شود.

مسئله این است که هر چقدر رزولوشن بیشتر باشد، مشکل الایزینگ کمتر به چشم می آید؛ به حدی که در رزولوشن 4K تقریباً نیازی به تکنیک های ضد الایزینگ نیست.

دو شرکت AMD و انویدیا که در تولید کارت گرافیک معروف اند، برای افزایش کارایی محصولات خود الگوریتم های جدیدی را برای تکنیک ضد الایزینگ به کار می برند. هر شرکت تکنیک های مخصوص به خودش را دارد و از آن برای بهبود تصاویر کمک می گیرند.

این امکان وجود دارد که به مرور زمان انواع بیشتری از فیلترهای ضد الایزینگ به وجود آید که از دیگر تکنیک ها بهتر عمل کند.

VSync/GSync

برای مقابله با پدیده «پارگی تصاویر» یا Screen Tearing، از قابلیت VSync و جدیداً GSync استفاده می کنند. مفاهیم در این بخش بسیار ساده اند، اما لازم است ابتدا یک سری مباحث پایه توضیح داده شوند.

Frames Per Second یا FPS

هنگامی که در حال تماشای یک فیلم یا انیمیشن یا بازی ویدیویی هستید، همه چیز متحرک به نظر می رسد اما در واقع، شما در حال مشاهده مجموعه ای از تصاویر پشت سر هم هستید.

این تصاویر که «فریم» نامیده می شود، در هر ثانیه به تعداد زیادی نمایش داده می شود. آنقدر سرعت نمایش فریم ها زیاد است که فکر می کنید در حال تماشای یک صحنه متحرک و واقعی هستید.

حتماً پیش آمده که کامپیوتر شما در بالا آوردن بازی ها ضعیف عمل کند. در این مواقع سرعت بازی پایین آمده و اجسام با مکث و درنگ بسیار به حرکت در می آیند. دلیل آن به خاطر فریم ریت پایین بازی است.

FPS که مخفف عبارت «فریم بر ثانیه» است، تعداد فریم هایی که در هر ثانیه روی صفحه نمایش می آید را به شما می  گوید. به عنوان مثال 60 فریم بر ثانیه (یا فریم ریت 60) به این معنا است که در هر ثانیه 60 فریم پشت سر هم به نمایش در می آید.

فریم ریت به قدرت کامپیوتر شما بستگی دارد، اینکه چند عدد فریم را می تواند در ثانیه برای صفحه نمایشگر بفرستد وابسته به قدرت پردازنده و کارت گرافیک شما است. بنابراین اگر بخواهید فریم ریت بالا داشته باشید، نیاز به سیستم قدرتمندتری دارید، اما همه چیز به قطعات درون کیس شما وابسته نیست.

Refresh Rate

رفرش ریت یا «نرخ نوسازی» به این معنا است که صفحه نمایشگر شما در یک ثانیه چند فریم می تواند نمایش دهد، و به ساختار مانیتور یا صفحه نمایش شما بستگی دارد.

لابد فکر می کنید اگر رفرش ریت و فریم ریت با یکدیگر هماهنگ نباشد چه اتفاقی می افتد، فرضاً کامپیوتر شما می تواند یک بازی ویدیویی را با 120 فریم بر ثانیه به صفحه نمایشگر بفرستد، اما صفحه نمایش شما رفرش ریت 60 داشته باشد و فقط بتواند 60 فریم را در یک ثانیه نمایش دهد.

Screen Tearing

پارگی تصاویر زمانی رخ می دهد که فرکانس فریم ریت با رفرش ریت تفاوت داشته باشد. اگر فریم ریت بیشتر از رفرش ریت باشد، یعنی فریم بیشتری به صفحه نمایش فرستاده شود اما صفحه نمایشگر توان نمایش همه آن ها را نداشته باشد، فریم ها روی هم می افتد و یک نوع تداخل رخ می دهد؛ گویا در تصویر پارگی به وجود آید.

به این پدیده پارگی تصاویر یا Screen Tearing می گویند. تصویر پایین به خوبی این مفهوم را برایتان روشن تر می کند.

برای مقابله با این مشکل گرافیکی چه کارهایی انجام شده است؟ معروف ترین آن، قابلیت Vertical Synchronization یا VSync یا همگام سازی عمودی است.  این قابلیت که درون کارت گرافیک قرار داده می شود، طوری تصاویر را برای صفحه نمایشگر می فرستد تا با رفرش ریت هماهنگ شود. در صورت فعال شدن آن، از کارت گرافیک کار می کشد و راندمان آن را پایین می آورد.

به لطف شرکت انویدیا دیگر پدیده پارگی تصاویر یک مانع جدی برای بالا آمدن راندمان کارت گرافیک یا پردازنده نیست. G-Sync منجر می شود تا صفحه نمایشگر خودش را با کارت گرافیک هماهنگ کند؛ یک بار بزرگی از روی دوش سیستم برداشته شده و به صفحه نمایشگر منتقل می شود.

شرکت انویدیا این فناوری را به سازندگان صفحه نمایشگر می فروشد تا درون صفحه نمایشگر خود تعبیه کنند. از طرفی باید حتماً از کارت گرافیک های این شرکت استفاده کنید تا قابلیت G-Sync برایتان فعال شود.

Tessellation

شاید ترجمه «موزاییک کاری» برای  تکنیک Tessellation عجیب به نظر برسد، اما کاملاً مفهوم قضیه را به خواننده می رساند. بعد از انتشار DirectX 11 توسط شرکت مایکروسافت، کمپانی انویدیا تکنیک Tessellation را در کارت گرافیک های جدید خود تعبیه کرد.

همانطور که می دانید، تمام اشیا سه بعدی به قطعات ریزتر به اسم پولیگان تقسیم می شود که معمولاً چهار ضلعی یا سه ضلعی هستند. با Tessellation پولیگان ها به قطعات کوچکتری تقسیم می شوند؛ همانند موزاییک کاری که یک مساحت مشخص را به بخش های مختلف و مساوی تقسیم می کنند و کاشی ها را قرار می دهند.

این تکه تکه کردن به چه درد می خورد؟ یک لایه بافت روی اشیا درنظر گرفته می شود که Displace Mapping نام دارد. درون این بافت اطلاعات «ارتفاع» بافت روی اشیا ذخیره می شود و در ترکیب با Tessellation، بخش های مختلف یک شی برجسته تر می شود.

با قطعه قطعه کردن و دادن اطلاعات ارتفاع یک بافت، پستی و بلندی های طبیعی تری روی شی ایجاد می شود که بازیکن با دیدن آن فکر کند خود بافت ها نیز حالت یک شی را دارند و جداگانه طراحی شده اند.

Tessellation قدم بزرگی برای نزدیک تر شدن بازی های ویدیویی به واقعیت بود، که تاثیر آن در بازی های امروزی به وضوح قابل مشاهده است.

Ambient Occlusion

Ambient Occlusion مربوط به مبحث نور است؛ اینکه چگونه سایه ها برطبق الگوریتمی به وجود آیند و به صورت دستی اعمال نشود، از جمله مسائلی است که در دنیای بازی های ویدیویی باید به آن توجه شود. قاعدتاً سایه گذاری درست روی تمام اشیا یک بازی با دنیای بزرگ، بسیار سخت و دشوار است؛ پس باید به فکر چاره بود.

نور پدیده پیچیده ای است. سال ها روی نور و رفتارهایی که انجام می دهد، تحقیق شده و بخش بزرگی از علم فیزیک را به خود اختصاص می دهد. شبیه سازی نور حقیقتاً کار سختی است. هر شی با توجه به رنگ خود، نور را انعکاس می دهد.

از طرف دیگر نور با گذشت از برخی اشیا موجب پدیده شکست نور می شود. بستگی به اینکه منبع نور و اشیا در چه وضعیتی قرار دارند، سایه هایی به وجود می آید و ... . شبیه سازی این مسائل در طراحی گرافیکی سه بعدی در مبحث Global Illumination یا «روشنایی سراسری» جا می گیرد.

به مجموعه الگوریتم هایی که با آن ها قوانین نور در طراحی سه بعدی شبیه سازی می شود، Global Illumination می گویند و از آن در صنعت انیمیشن و فیلم سازی استفاده می شود.

اینکه تمام مسائل مربوط به قوانین نور در بازی های ویدیویی رعایت شود، در حال حاضر امری دور از ذهن است؛ زیرا بازی های ویدیویی برخلاف انیمیشن و فیلم، صحنه های از پیش تعیین شده ندارد و همه چیز به مکانی که بازیکن حرکت می کند یا می ایستد بستگی دارد.

اما توسعه دهندگان تمام تلاششان را می کنند که حداقل قوانین سایه ها به طور دقیق پیاده سازی شود، این جا است که Ambient Occlusion یا «انسداد محیطی» به کمک می آید. Ambient Occlusion زیرمجموعه ای از قوانین روشنایی سراسری را در خود جای داده، که تلاش می کند بدون پایین بردن کارایی و فریم ریت، میزان تیره یا روشن بودن اشیا و یا جزئی از اشیا را به صورت اتوماتیک مشخص کند.

در واقع، انسداد محیطی در ساخت سایه های طبیعی فواید بسیاری دارد. با استفاده از انسداد محیطی، هر نقطه از مکان بازی با محیط اطراف خود سنجیده می شود؛ آیا شی یا جسمی وجود دارد که مانع رسیدن نور به آن نقطه شده؟ آیا بستگی به مکان منبع نور، امکان دارد بخشی از شی تیره تر باشد؟  پاسخ این سوالات توسط الگوریتم های انسداد محیطی پیدا شده و سایه ها اعمال می گردند.

انسداد محیطی خود چند حالت مختلف دارد که در زیر توضیح خواهیم داد:

Screen Space Ambient Occlusion یا SSAO

این تکنیک اولین بار توسط یکی از توسعه دهندگان شرکت کرایتک و برای بازی کرایسیس ساخته شد. در این الگوریتم از اطلاعات ذخیره شده در هر پیکسل نمونه برداری می شود. عمق اطراف پیکسل نسبت به خود پیکسل اندازه گیری شده و براساس آن، میزان روشنایی محاسبه می شود.

Horizon Based Ambient Occlusion یا HBAO و High Definition Ambient Occlusion یا HDAO

هم HDAO و هم HBAO نگارش بهتری از SSAO هستند که اولی برای سری کارت گرافیک های رادئون، و دومی برای کارت گرافیک های انویدیا استفاده می شود. این را باید درنظر گرفت که در صورت استفاده از این دو فشار بیشتری به سیستم وارد می شود.

برای دانستن اینکه کدام از این سه تکنیک برای بازی تان بهتر هستند، باید به سایت هایی که مقایسه گرافیکی انجام می دهند مراجعه کنید و در بخش نور، تفاوت یک صحنه با این سه تکنیک را متوجه شوید. لازم به ذکر است که نحوه عملکرد انسداد محیطی از فرمول های پیچیده ای پیروی می کند که نیازی به دانستن آن نیست.

Field of View یا FOV

Field of View یا «میدان دید» المانی است که در بازی های اول شخص کاربرد دارد. میدان دید محدوده قابل مشاهده توسط بازیکن را تعیین می کند؛ هر چقدر زاویه دید شما بیشتر باشد، اشیا بیشتری را در صفحه مشاهده می کنید.

فرضاً یک بازی اول شخص را درنظر بگیرید. شما می توانید در صفحه نمایشگر یک سری اشیا همچون ماشین و یک هواپیما را مشاهده کنید. این دو شی در سمت چپ و راست صفحه نمایشگر قرار دارد.

حالا میدان دید را در تنظیمات بازی زیاد می کنیم. دوربین زاویه دید بیشتری به خود می گیرد، کمی عقب تر رفته و بخش بیشتری از دست بازیکن را نشان می دهد؛ دو شی هواپیما و ماشین دیگر در سمت چپ و راست صفحه نمایشگر قرار ندارد، بلکه به وسط متمایل شده و می توانید اشیا بیشتری در اطراف این دو شی مشاهده کنید.

Field of View تاثیر خاصی روی عملکرد سیستم کامپیوترتان ایجاد نمی کند، و به سلیقه بازی کردنتان بستگی دارد. بدیهی است که در بعضی موارد خاص، در صورت وجود اشیا زیاد در محیط بازی و کیفیت بافت ها و حرکت زیاد شخصیت ها در محدوده دید، سرعت و کیفیت بازی کمی پایین تر خواهد آمد.

Depth of Field یا DOF

Depth of Field یا «عمق میدان» موضوعی است که علاوه بر بازی های ویدیویی، در صنعت فیلم سازی و هنر عکاسی بسیار کاربرد دارد. در واقع، عمق میدان نوعی شبیه سازی عملکرد چشم انسان و نحوه دیدن اشیای دور خود است.

همین حالا دست خود را روبروی صورتتان قرار دهید. اگر کمی روی دست خود دقت کنید، می بینید که جزئیات زیادی از دست خود را می بینید اما هر چیزی که پشت دستتان وجود دارد تار است.

عمق میدان دقیقاً همین عملکرد چشم انسان را شبیه سازی می کند. اگر یک عکس بزرگ جلویتان قرار دهند، چشم شما فقط روی قسمتی از عکس فوکوس یا تمرکز می کند و بقیه بخش ها را تار می کند.

عمق میدان در بازی های اول شخص بسیار کاربرد دارد. اگر دوربین روی یک جسم نزدیک تمرکز کند، محدوده ای که دور از آن شی قرار دارند تار می شوند و هنگامی که به آن محدوده توجه می کنید، شفافیت خود را به دست می آورند.

این موضوع باعث می شود برخی اجسام که بافت هایش کیفیت چندانی نداشته و دور از بازیکن قرار دارند، تار شوند؛ درنتیجه نقاط ضعف کمتر خودشان را نشان می دهند.

عمق میدان هیچ تاثیر خاصی روی عملکرد سیستم ندارد. اگر توسعه دهندگان توانستند عمق میدان را به خوبی روی بازی خود پیاده کنند و شما هم نیز خوشتان آمد، حتماً گزینه آن را فعال کنید.

Anisotropic Filtering یا AF

درباره تکنیک ضد الایزینگ که نوعی فیلتر به حساب می آمد صحبت شد. در این قسمت می خواهیم به فیلترهای دیگری بپردازیم که سعی می کنند تصاویری که مشاهده می شود، طبیعی تر به نظر آیند.

اگر چند سال پیش این مطلب نوشته می شد، حتماً نامی از فیلترهای Billeniar و Trilleniar می آوردیم اما بهتر است سر اصل مطلب برویم. بهترین و کاربردی ترین فیلتری که برای حل  مشکل تار بودن بافت های سطح زمین استفاده می شود، Anisotropic Filtering یا «فیلتر ناهمسانگرد» نام دارد.

از آنجایی که فیتلر ناهمسانگرد ربط مستقیمی به ساز و کار بافت ها دارد، بهتر است درک بهتری نسبت به آن پیدا شود. Texture یا بافت، به تصاویری گفته می شود که اطلاعات بسیاری همچون رنگ، شفافیت، میزان بازتاب و ... را در خود ذخیره می کند.

یک سری اطلاعات نیز در خود شی وجود دارد که نسبت به بافتی که روی آن قرار دارد، واکنش نشان می دهد. مجموع این اطلاعات و ترکیب آن ها درنهایت موجب ایجاد یک شی طبیعی می شود. Texel یا «تکسل» نیز به پیکسل های روی بافت می گویند.

فرض کنید در یک بازی اول شخص قرار دارید. به زیر پای خود نگاه کنید؛ جزئیات سطح زمین بسیار بالا است و بافت ها در ابعاد بسیار بزرگ تری قرار دارند. حالا سر خود را بالا بیاورید و به دور دست نگاه کنید.

قاعدتاً آن سطح از جزییات را مشاهده نخواهید کرد، بافت ها دیگر آن تازگی و جزییات را ندارد و تکسل ها بی کیفت تر هستند، گویا همه چیز تارتر است.

در واقع، هر چه تکسل از دوربین فاصله بیشتری داشته باشد، برای داشتن جزییات مناسب نیاز به قدرت پردازشی بیشتری دارد. از طرفی، برای بازیکن چندان حیاتی نیست که تمام محیط دوردست را با جزییات بالا ببیند.

برای آنکه فشار کمتری به سیستم وارد شود، از Minmap یا «مین مپ» کمک می گیرند؛ بافت هایی که نسبت به بافت اصلی رزولوشن کمتری دارند و پردازش آن برای کامپیوتر آسان تر است.

اگر فاصله تان نسبت به نقطه ای از سطح زمین زیاد باشد، به جای بافت اصلی مین مپ ها قرار می گیرند و اگر به نقطه فاصله نزدیک تری داشته باشید درنهایت بافت اصلی خودش را نشان می دهد. مین مپ ها درجات وضوح یا رزولوشن مختلفی دارند که به فاصله بازیکن با آن نقطه، امکان دارد یکی از آن ها پردازش شوند.

فیلتر ناهمسانگر، اول از همه کاری می کند که تغییر مین مپ ها به بافت اصلی چندان به چشم نیاید؛ زیرا یک بازیکن در صورت فعال نبودن این فیلتر به راحتی متوجه تغییر کیفیت سطح زمین هنگام راه رفتن می شود.

اما همین کار موجب تار شدن سطح زمین می شود، مشکلی که دو فیلتر Billeniar  و Trilleniar با آن دست و پنجه نرم می کردند. با فیتلر ناهمسانگر، کیفیت بافت های دوردست فرق چندانی با بافت های اصلی و با کیفیت ندارند در همان حال به قدرت پردازشی چندانی نیاز ندارد.

این را در نظر داشته باشد که هرچقد کیفیت بافت ها (Texture Quality) را در یک بازی بیشتر کنید، در صورت عدم فعال بودن دو فیتلر ضد الایزینگ و ناهمسانگر، شما خروجی دلخواهتان از بافت های با کیفیت و طبیعی را نخواهید داشت.

از طرفی فیلتر ناهمسانگر در بهترین حالت خود، معمولاً با مقیاس های 2x یا 16x مورد سنجش قرار می گیرد، تاثیر خیلی چندانی روی فریم ریت بازی ندارد. درنتیجه می توانید میزان آن را طوری انتخاب کنید که کاهش فریم ریت بازی شما را اذیت نکند.

Post-Processing

کلمه Post-Processing یا «پسا-پردازش» به مجموعه افکت ها و فیلترهایی گفته می شود که بعد از رندر کردن، روی تصاویر اعمال می شود.

شاید برایتان سوال پیش بیاید که رندر کردن به چه عملی گفته می شود. بسیاری از شماها با نرم افزارهایی همچون اتوکد و یا تری دی مکس آشنایی دارید. بخشی وجود دارد که اشیا سه بعدی نشان داده می شود، و شما می توانید دوربین را در هر جایی قرار دهید اما این نمایش کاربردی نیست.

رندر کردن، به پروسه ای گفته می شود که جایگاه اشیا سه بعدی را به صورت تصویر در آورده، و یک سری افکت های مربوط به عکاسی روی آن اعمال می شود.

بعضی افکت ها و فیلترها، قبل از رندر شدن روی اشیا و محیط اعمال شده و بعضی از آن ها بعد رندر کردن، روی فریم انجام می شود که به آن پسا پردازش می گویند.

در پسا پردازش، به جای آنکه تصاویر مستقیماً بعد از رندر شدن روی صفحه نمایش بیایند، به کارت گرافیک رجوع می کند. بعد از انجام اعمال مورد نیار، تصاویر روی مانیتور نشان داده می شوند.

طبق همین تعریف ضد الایزینگ ها، عمق میدان (Depth of Field) و  انسداد محیطی (Ambient Occlusion) جز فیلترهای پسا پردازش به حساب می آیند. حالا می خواهیم چند مورد دیگر از پسا پردازش ها را معرفی کنیم که عبارتند از:

Motion Blur

Motion Blur یا «تاری حرکتی» مفهومی است که در هنر عکاسی بسیار کاربرد دارد. گاهی اشیا آنقدر با سرعت زیاد حرکت می کنند که فرضاً هنگامی که از آن عکس می گیرید، جسم حالت تار به خودش می گیرد؛ گویا چندین لحظه در یک لحظه قرار گرفته و به هم پیوند خورده اند.

در این حالت، تصویر کمی تارتر می شود. اگر سر خود را با سرعت بالا به طرفین بچرخانید، می بینید که محیط اطراف شما بسته به سرعت حرکت گردنتان، تارتر می شود. موشن بلور نوعی افکت برای شبیه سازی واقعیت در بازی های ویدیویی است.

مهم ترین کاربرد موشن بلور در طبیعی تر کردن بازی های ویدیویی (خصوصاً اول شخص) با نرخ فریم پایین است. فرض کنید کامپیوتر شما یک بازی اول شخص را به سختی بالا می آورد و شما مجبورید نرخ فریم ریت را روی 25 الی 30 بگذارید.

به دلیل اینکه تصاویر کمی طی یک ثانیه روی صفحه نمایش می آید، تکه تکه بودن حرکات بازیکن و شخصیت ها بیننده را اذیت می کند. با فعال کردن موشن بلور، تکنیک تار شدن محیط حین حرکت به طبیعی تر شدن بازی کمک کرده، و نرخ فریم پایین شما را کمتر اذیت می کند.

از موشن بلور برای بازی های رانندگی یا ریسینگ نیز استفاده می شود. موشن بلور کمک می کند که اجسام متحرک، سرعت بیشتری داشته باشند و طبیعی تر به نظر آیند. همین ویژگی، به بازی های ریسینگ کمک می کند تا ماشین ها هنگام داشتن سرعت بالا، کمی تارتر به نظر آیند.

اگر سیستم تان نمی تواند بازی اول شخص مورد نظرتان را با فریم ریت خوب بالا بیاورد یا در حال بازی کردن یک عنوان ریسینگ هستید، موشن بلور به کمکتان می آید.

Bloom

Bloom که کلماتی همچون Glow یا Light Bloom نیز معادل آن استفاده می شود، مربوط به مبحث نور است. همانطور که Ambient Occlusion سایه ها را به خوبی شبیه سازی می کرد، افکت Bloom درباره خود نور و چگونگی نمایش آن در بازی است. هر چه باشد، کلمه Glow «درخشش» ترجمه می شود که کاملاً با عملی که انجام می دهد هم راستا است.

پنجره ای را درنظر بگیرید که قرار است نور از آن بتابد. با فعال شدن Bloom، نور با اغراق بیشتری از پنجره تابیده می شود و از طرفی، پرتوهای نور به وضوح خودش را در محیط پراکنده می کند.

در واقع، با فعال شدن Bloom نورها تقویت می شوند و بیشتر به چشم بازیکن می آید. Bloom به نوعی واکنش چشم یا دوربین عکاسی به نور را شبیه سازی کرده، و آن را وارد بازی های ویدیویی می کند. در بازی ICO، که زمان خودش بهترین طراحی بصری را داشت، از تکنیک Bloom استفاده شد و نورپردازی در بازی های ویدیویی را به سطحی بالاتر آورد.

High Dynamic Range یا HDR

اگر  به ساده ترین شکل ممکن کلمه HDR تعریف شود، باید آن را نسخه بهینه تری از Bloom توصیف کرد که فعال کردن آن، فشار محسوسی روی سیستم کامپیوترتان وارد می کند. HDR در زمینه عکاسی نیز کاربردهای بسیاری دارد.

نشان دادن نورهای بسیار طبیعی و در عین حال، قابل توجه و افکت های تصویری مربوط به مبحث نور زیبایی بازی ویدیویی را دوچندان می کند.

PHSYX

کلمه PHSYX یا PhsyX همانطور که از نام آن بر می آید، از کلمه «فیزیک» آمده و با فعال کردن آن در بخش تنظیمات، بسیاری از قوانین مربوط به جاذبه، سینماتیک و دینامیک در بازی پیاده می شود. 

این قابلیت که ابتدا برای کارت گرافیک های شرکت انویدیا تعریف شده بود، در عناوینی که تیراندازی بخش اصلی گیم پلی بازی را تشکیل می دهد به شدت خودنمایی می کند. کافی است به اجسام مختلف تیراندازی کنید و واکنش طبیعی آن ها را هنگام برخورد تیر مشاهده کنید.

بعضی از اشیا بستگی به جرمی که دارند، در صورت وقوع انفجار و خوردن نیرو به آن، امکان دارد مسافت متفاوتی را طی کنند؛ مثلاً یک بشکه فلزی مسافت کمتری طی می کند تا یک الوار چوبی سبک.

انیمیشن هایی که برای چنین حرکاتی تدارک دیده شده بهبود پیدا می کند و انفجارها شکل طبیعی تری به خود می گیرد؛ به فرض مثال انفجار یک نارنجک دستی تاثیر کمتری روی محیط اطراف خود می گذارد تا انفجار یک بشکه پر از بنزین.

موارد بسیاری زیادی را می توان برای PhsyX ذکر کرد که چه تاثیرات مثبتی در روند بازی ایجاد می کند. به هر حال، پیاده سازی این قوانین به صورت از پیش تعیین شده فشار بسیار زیادی روی توسعه دهندگان می گذارد و از طرفی نتیجه باید و شاید به قوانین طبیعت نزدیک نیست.

به همین دلیل، مجموعه ای از الگوریتم های مربوط به قوانین فیزیک درست می شود که در مواقع لازم، قوانین اعمال شوند. با وجود PhsyX هم توسعه دهندگان کارشان راحت تر است، هم بازیکن از نتیجه نهایی راضی تر خواهد بود.

لازم به ذکر است که فعال کردن این گزینه، می تواند در مواقعی که «فیزیک» خودش را نشان می دهد، تاثیر قابل توجهی روی سرعت بازی بگذارد و فریم ریت را پایین بیاورد.

AMD TressFX و Nvidia HairWorks

شاید حتی فکرش را هم نکنید که شبیه سازی قوانین موی بدن و سر انسان، چقدر برای توسعه دهندگان سخت و طاقت فرسا است.

طبق صحبت های متخصصان، قوانین فیزیک مربوط به موی بدن و خصوصاً سر انسان از معادلات زیاد و پیچیده ای پیروی می کند و جزو بخش های چالش برانگیز علم فیزیک به حساب می آید؛ جالب است بدانید که شبیه سازی موهای دم اسبی در بازی های ویدیویی جزو معروف ترین و البته سخت ترین کارها به حساب می آید.

اینکه چگونه ده ها هزار تار مویی که روی سر انسان قرار دارد، به صورت مجزا نسبت به وزش باد، نیروی جاذبه و خاصیت اینرسی خود واکنش درست نشان دهد برعهده بخش PhsyX است. کلمه TressFX برای شرکت AMD و HairWorks مخصوص شرکت انویدیا، هر دو مجموعه کتابخانه نرم افزاری هستند که معادلات و الگوریتم های مربوط به موی سر، بدن و حتی چمن های طبیعت را به همراه خود دارند.

شاید با خود فکر کنید که چرا چنین مسئله کم اهمیتی در یک بازی ویدیویی مفرح باید اینقدر فکر توسعه دهندگان را درگیر کند. در واقع، اتفاقاتی در بازی رخ می دهد که در آن لحظه مشاهده انیمیشن طبیعی موی انسان می توانید هیجان لحظه ای آن قسمت را چند برابر کند، و هدف بازی های ویدیویی به عنوان یک سرگرمی نیز همین است.

جالب است بدانید اولین بار از TressFX در بازی توم رایدر سال 2013 مورد استفاده قرار گرفت که فقط قوانین مربوط به موی دم اسبی لارا کرافت را شبیه سازی می کرد. حرکات مجزای هر دسته از تارموهای لارا کرافت، هر فردی که به مبحث گرافیک علاقه دارد را به وجد می آورد.