Ray Tracing: 3D Işık Boyama

                   Bilgisayarda gerçekçi 3D dünyalar yaratmak hiç de kolay değil. Ekran kartınız oluşturulacak nesnenin şeklini, konumunu ve ne yöne doğru baktığını biliyor olsa bile, hangi yüzeylerin görünür olduğunu belirlemek için hesaplama gerekiyor. Gerçekçi bir görüntünün oluşturulması için yapılan hesaplamalar konusunda farklı yaklaşımlar mevcut. PC ekran kartlarının performansı bugüne kadar ancak 3D görüntülerin ekrana dökülmesine, yani "render" edilmesine olanak tanıyabiliyordu.

Standart İşlem: Poligonların Dönüştürülmesi...
                   Sahnenin ekranda oluşturulması işlemi, sahnede yer alacak nesnelerin her birinin farklı çokgenlerden oluşmuş geometriler olarak hesaplanması ve ardından 2 boyutlu bir yapıya dönüştürülüp parlaklık ve renk bilgisinin de eklenerek tekrar çizilmesini kapsıyor. Bu basit yöntem ile yüksek performanslı donanımlar kullanıldığında çok detaylı görüntüler elde etmek mümkün. Ancak bu nesnelerin kendi aralarında oluşan etkileşimi, özellikle ışık, gölge ve yansıma da dahil olduğunda biraz karmaşık bir hal alıyor ve özel bir işlem gerektiriyor. Üretilmiş olan piksellerin renk ve parlaklık değerleri gölgeleme yardımı ile değiştiriliyor. Bugüne kadar oyunlardaki sahnelerin yapaylığı hemen anlaşılıyordu, zira ışıklandırma genellikle hep aynıydı.
Ray Tracing: Işığı Takip Ediyor...
                   Işın izleme yönteminde ise farklı bir yaklaşım mevcut: Görüntünün oluşturulması bir odak noktasından başlıyor, bu da sahnedeki bir kamera yada oyuncunun bakış açısı olabiliyor. Ray tracing yöntemi, sahnedeki bir ışık kaynağından çıkan ve kameraya düşen her bir ışını geriye doğru takip ederek meydana gelmiş olan renk ve parlaklık değişimlerini her yansıma için teker teker hesaplıyor. Ardından bu hesaplama kameranın önündeki nesne ile karşılaştırılıyor ve uyum sağlanıyor.

                   Bu düzlemde bulunan her nokta, izlenmiş olan ışının nesneyi burada kestiği değerlerle "renklendiriliyor". Tüm bu işlemler kameradan başlayıp geriye doğru izlendiği için sahnede ışının temas etmediği noktalar otomatik olarak karanlık kalıyor ve donanımın işlem gücü de boşuna harcanmamış oluyor. Ancak Ray tracing yöntemi, özellikle birden fazla yansıma varsa raster yönteminden çok daha yoğun bir işlem gerektiriyor ve bu nedenle daha çok film ve oyun stüdyoları gibi profesyonellere yönelik.

                   Ray tracing sayesinde olabildiğince gerçek görünen birçok film sahnesi ve özel efekt izledik. Onlarca süper bilgisayardan oluşan merkezlerde gerçekleştirilmesine rağmen Ray tracing ile üretilen sahnelerin render edilmesi çok uzun sürüyor. Ev bilgisayarlarında ise interaktif oyunlar ve VR uygulamalarında gerçek zamanlı olarak Ray tracing işlemleri kısa süre öncesine kadar imkansız görünüyordu.

PC'de Profesyonel Fonksiyonlar...
                   Geçtiğimiz Eylül ayından bu yana, nVidia'nın en yeni GeForce RTX serisi grafik işlemcileri, Ray Tracing işlemlerini gerçek zamanlı olarak yapabilme yeteneğini evimizdeki bilgisayarlara taşıdı. Donanım tarafında bu, yüksek işlem gücü ve hızlı depolama bağlantılarının yanı sıra özel Rat tracing motoru sayesinde gerçekleşiyor. Yazılımda ise yine özelleştirilmiş arayüzler mevcut. Microsoft'un DirectX 12 API'sini Ray Tracing desteği ile genişletmesinin ardından artık oyun sektörünü durdurabilecek bir engel kalmadı diyebiliriz.

                   Nvidia RTX teknolojisinin Ray tracing efektleri ile güncellenen oyunların ilk örneklerinden biri de Battlefield 5 oldu, fakat bu efektler yalnızca yansıma ve su yüzeylerinden ibaretti. Demoda izlediğimiz muhteşem gerçeklik de bunun sonucuydu. Full HD çözünürlükte bu demo nVidia GeForce RTX 2080 Ti üzerinde 60fps üzerinde bir akıcılıkla gerçekten göz kamaştırdı, hatta 4K çözünürlük bile mümkündü. Oysa Ray Tracing desteğinin kazandırılması çok kısıtlı bir süre içinde gerçekleşmişti. Kodun optimize edilmesi ile çok daha fazla Ray Tracing özelliğinin eklenmesi şaşırtıcı değil.
                   nVidia'nın RTX teknolojisi, önceden yapılmış hesaplamaları kullanan raster tekniği ve ray tracing yöntemini bir arada kullanıyor. Ağır yük gerektiren ray tracing işlemi yalnızca efektleri oluşturarak sahnenin çok daha zengin ve gerçekçi olmasını sağlarken diğer öğeler geleneksel raster tekniği ile yaratılıyor. Bu teknolojinin kimsenin tekelinde kalmaması için nVidia, üreticiden bağımsız grafik arayüzü Vulkan API'si için bir eklenti geliştirdi. Böylece eğer AMD'nin gelecek nesil ekran kartları bu teknolojiyi destekleyecek güce sahip olursa daha gerçekçi 3D dünyaları bu platformda da görmemiz mümkün olacak.

Geliştirme Platformları...
                   Her yeni grafik teknolojisinin başarısı, oyun geliştiricilerinin desteğini kazanmasına bağlı. nVidia bu koşuda uzun zamandır önde. Geliştirme ortamının yanı sıra, fizik işlemleri motoru PhysX ve efekt grubu VisualFX ile birlikte şirketin GameWorks adlı oyun altyapısında ray tracing modülü olan OptiX de yer alıyor. Bu eklenti Ray tracing algoritmalarının hesaplanmasını hızlandırıyor ve bu yöntemle oluşturulmuş görüntülerde gürültü giderimi gibi post-processing işlemlerini de gerçekleştirebiliyor.

                   Kısacası kısa süre içinde PC oyunlarında pahalı Hollywood filmlerini aratmayacak gerçeklikte sahneler görmek mümkün olacak. Tabii ki Ray Tracing kullanılarak üretilen bir 3D oyununun oyuncuyu tam anlamıyla içine hapsetmesi için yüksek çözünürlüklü VR gözlüklerle oynanması çok önemli. Bu düşün tam anlamıyla gerçekleşmesi için de hala biraz beklememiz gerekiyor.
Yazımızı Beğendiyseniz Sosyal Medyada Paylaşın:

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder

BLOG YAZILARIMIZA ABONE OLUN

DUYURU!
GönüLLü Yazar Kadromuzu Oluşturuyoruz.
Sende Sitemizde Yazar Olmak İster Misin?
O Halde Hemen Bize Ulaşın :)

SON YAZILAR

Sponsorlarımız

Öne Çıkan Konular

GÖRÜNÜM

Sitemiz En İyi Chrome iLe Görüntülenir!
© Copyright 2016 Web Long