فناوری هوش مصنوعی DLSS ۵ جلوههای ویژه هالیوودی را به بازیها میآورد
فناوری نمونهبرداری تصاویر با کمک یادگیری عمیق (Deep Learning Super Sampling) که به اختصار DLSS نامیده میشود، سیستمی بر پایه هوش مصنوعی است که در ابتدا برای ارتقای وضوح تصویر و تولید فریمهای جدید جهت بهبود عملکرد سختافزاری توسعه یافت. نسلهای پیشین این تکنولوژی با تحلیل تصاویر با وضوح پایین، آنها را به رزولوشنهای بالاتر ارتقا میدادند تا فشار پردازشی از روی دوش کارتهای گرافیک برداشته شود. تکامل این سیستم در نسل پنجم، مسیر کاملا متفاوتی را طی میکند و هوش مصنوعی اکنون وظیفه دارد به جای محاسبه ریاضی تمام جزئیات هندسی، متریالها و نورپردازیهای کاملا واقعگرایانه را به درون موتورهای بازیسازی تزریق کند.
عبور از مرزهای رندرینگ سنتی
جنسن هوانگ، مدیرعامل شرکت انویدیا، در جریان رویداد GTC رونمایی از نسل پنجم این سیستم را مهمترین پیشرفت گرافیک رایانهای از زمان معرفی تکنیک رهگیری پرتو در سال ۲۰۱۸ دانست. رهگیری پرتو فناوری ویژهای است که مسیر فیزیکی حرکت نور و نحوه بازتاب یا شکست آن در برخورد با اشیای مجازی را به صورت ریاضی محاسبه میکند تا سایهها و انعکاسهای محیط بازی کاملا منطبق بر قواعد فیزیک دنیای واقعی شکل بگیرند.
فناوری جدید انویدیا با تکیه بر هوش مصنوعی، مرز میان تصاویر رندر شده کامپیوتری و واقعیت را از بین میبرد؛ روندی که در نتیجه آن، استودیوهای بازیسازی به ابزارهایی دست پیدا میکنند که خروجی بصری آنها پیش از این صرفا در انحصار ابررایانههای تولید جلوههای ویژه سینمایی قرار داشت. هوانگ با تشبیه این دستاورد به تحول بنیادین مدلهای زبانی، این جهش را «لحظه ظهور چتجیپیتی برای دنیای گرافیک» میداند و تاکید دارد که ادغام رندر سنتی با هوش مصنوعی مولد، نقطه عطفی در تاریخ خلق تصاویر واقعگرایانه به شمار میرود.
روند توسعه گرافیک کامپیوتری طی دهههای گذشته همواره بر پایه افزایش قدرت محاسباتی خام استوار بوده است. معماری سختافزاری انویدیا از معرفی سایهزنهای قابل برنامهریزی با کارت گرافیک GeForce ۳ در سال ۲۰۰۱، تا معماری CUDA در سری GeForce ۸۸۰۰ GTX در سال ۲۰۰۶، مسیر طولانی را طی کرده است. ورود رهگیری پرتو در لحظه با کارتهای GeForce RTX ۲۰۸۰ Ti و در نهایت ردیابی مسیر با پردازندههای گرافیکی GeForce RTX ۵۰۹۰ در سال ۲۰۲۵، قدرت محاسباتی را به میزان ۳۷۵۰۰۰ برابر افزایش داده است.
محدودیتهای رندر سختافزاری همچنان مانع بزرگی برای رسیدن به واقعگرایی مطلق محسوب میشوند. توان پردازشی اختصاص یافته برای رندر یک فریم بازی در مدت زمان ۱۶ میلیثانیه، کسر بسیار کوچکی از توان مورد نیاز برای پردازش یک فریم از جلوههای ویژه سینمایی است که رندر آن ساعتها زمان میبرد. دستیابی به کیفیت فیلمهای سینمایی در بازیهای ویدیویی، تنها با اتکا به افزایش قدرت سختافزاری خام غیرممکن است و هوش مصنوعی به عنوان راهکار جایگزین وارد عمل میشود. سیستم DLSS که در بیش از ۷۵۰ بازی ادغام شده، در نسخه ۴.۵ توانایی تولید ۲۳ پیکسل از هر ۲۴ پیکسل روی صفحه را پیدا کرد و اکنون در نسخه پنجم، کیفیت بصری پیکسلها را دگرگون میکند.
تکامل هوش مصنوعی از ارتقای وضوح تا بازنویسی بافتها
نگاهی به مسیر تکامل این فناوری نشان میدهد که انویدیا چگونه پلهپله محدودیتهای سختافزاری را دور زده است. نسل اول و دوم DLSS تمرکز خود را بر افزایش وضوح تصویر معطوف کرده بودند تا بدون افت کیفیت، نرخ فریم بالاتری ارائه دهند. با معرفی DLSS ۳، قابلیت تولید فریم متولد شد که در آن هوش مصنوعی فریمهای کاملا جدیدی را بین فریمهای رندر شده توسط کارت گرافیک خلق میکرد. پس از آن، نسخه ۳.۵ ویژگی بازسازی پرتو را معرفی کرد که جایگزین حذفکنندههای نویز سنتی شد و کیفیت انعکاسها را بهبود بخشید. اکنون نسخه پنجم، تمام این دستاوردها را ترکیب کرده و گامی فراتر از تولید فریم یا اصلاح تصویر برداشته است؛ گامی که به معنای بازنویسی کامل بافتها و نورپردازی بر اساس دادههای شبکه عصبی است.
اجرای چنین پردازش سنگینی در زمان واقعی، نیازمند معماری سختافزاری ویژهای است. هستههای تنسور که به صورت اختصاصی برای پردازشهای مرتبط با یادگیری ماشین درون کارتهای گرافیک انویدیا تعبیه شدهاند، بار اصلی این محاسبات را بر دوش میکشند. این هستهها با پردازش ماتریسی دادهها، مدلهای عصبی پیچیده DLSS ۵ را در کسری از میلیثانیه اجرا میکنند. استفاده از این شتابدهندههای سختافزاری تضمین میکند که فرآیند تزریق نور و متریال به صحنه، هیچگونه تاخیری در روند تعاملی بازی ایجاد نکند.
مکانیسم اجرایی درک معنایی صحنه
مدلهای هوش مصنوعی تولید ویدیو پیشرفتهای چشمگیری داشتهاند، اما پردازش آنها به صورت آفلاین انجام میشود و خروجی آنها فاقد پیشبینیپذیری لازم برای یک محیط تعاملی است. موتورهای بازیسازی نیازمند پیکسلهایی هستند که به صورت قطعی، در زمان واقعی و کاملا منطبق بر قواعد دنیای سهبعدی طراح ساخته شوند. DLSS ۵ برای حل این چالش، بردارهای حرکتی و رنگی هر فریم را به عنوان ورودی دریافت میکند و با استفاده از یک شبکه عصبی پیشرفته، نور و مواد واقعگرایانه را منطبق بر محتوای سهبعدی منبع به صحنه میافزاید. این فرآیند در لحظه و با رزولوشن ۴K اجرا میشود تا روند بازی کاملا روان و تعاملی باقی بماند.
شبکه عصبی این سیستم برای درک معناشناسی پیچیده صحنهها آموزش دیده است. تحلیل یک فریم واحد به این فناوری اجازه میدهد تا عناصری مانند شخصیتها، مو، بافت پارچه و پوست نیمهشفاف را تشخیص دهد و شرایط نوری محیطی مانند نور از جلو، نور پسزمینه یا هوای ابری را درک کند. تصویر تولید شده نهایی شامل جزئیات بسیار دقیقی از تعامل نور و ماده است؛ از جمله پراکندگی نور زیر سطح پوست، درخشش ظریف بافت پارچهها و واکنش تارهای مو به منابع نوری، که همگی با حفظ ساختار اصلی صحنه ایجاد میشوند.
ابزارهای کنترلی دقیقی در این سیستم برای توسعهدهندگان در نظر گرفته شده است تا شدت افکتها، اصلاح رنگ و ماسکگذاری را مدیریت کنند. هنرمندان استودیوهای بازیسازی میتوانند نحوه اعمال این ارتقای کیفی را تعیین کنند تا زیباییشناسی منحصربهفرد هر بازی حفظ شود. ادغام این فناوری در موتورهای بازیسازی با استفاده از چارچوب NVIDIA Streamline انجام میشود که پیشتر برای نسخههای قبلی و فناوری NVIDIA Reflex نیز استفاده میشد.
ائتلاف شرکتهای صنعت بازیسازی
پشتیبانی گستردهای از سوی بزرگترین ناشران و توسعهدهندگان صنعت بازی برای پیادهسازی این تکنولوژی صورت گرفته است. شرکتهایی نظیر بتزدا، کپکام، یوبیسافت، وارنر برادرز گیمز، تنسنت و نتایز برنامههای خود را برای استفاده از این سیستم اعلام کردهاند.
مدیران ارشد استودیوهای بازیسازی تاثیر این فناوری را بر آینده تولیدات خود بنیادین ارزیابی میکنند. تاد هاوارد، تهیهکننده اجرایی استودیو بتزدا، این فناوری را گام بزرگ بعدی در نوآوری گرافیکی دانست که محدودیتهای رندر سنتی را از بین میبرد و اعلام کرد که این تکنولوژی به بازی Starfield اضافه خواهد شد. جون تاکهاوچی، تهیهکننده اجرایی شرکت کپکام، تاکید کرد که هدف آنها خلق تجربههای سینمایی و باورپذیر است و نسل پنجم DLSS به غوطهوری بیشتر بازیکنان در دنیای بازی Resident Evil کمک میکند. چارلی گیلموت، مدیرعامل استودیو ونتج، نیز نحوه رندر نور و متریال در این سیستم را عاملی برای تغییر سطح تعهد سازندگان به بازیکنان در عناوینی مانند Assassin’s Creed Shadows دانست.
عناوین برجستهای در پاییز امسال میزبان این فناوری خواهند بود. فهرست بازیهای تایید شده شامل پروژههای بزرگی مانند AION ۲ ،Black State ،Delta Force ،Hogwarts Legacy ،Resident Evil Requiem و نسخه بازسازی شده The Elder Scrolls IV: Oblivion است که همزمان با عرضه عمومی این تکنولوژی، استاندارد جدیدی از گرافیک رایانهای را به نمایش خواهند گذاشت.
انتهای پیام/
