أعلنت شركة Microsoft عن أحد أهم التحديثات لتقنية تتبع الأشعة DirectX Raytracing (DXR) منذ إطلاقها لأول مرة عام 2018، حيث يقدم التحديث تقنيتين جديدتين هما Clustered Geometry وPartitioned Top-Level Acceleration Structure (PTLAS)، بهدف تحسين كفاءة معالجة المشاهد الرسومية المعقدة، ورفع أداء تتبع الأشعة، وتقليل استهلاك ذاكرة الفيديو (VRAM).
تعتمد تقنية Clustered Geometry على مفهوم تقسيم المشاهد التي تحتوي على عناصر هندسية متحركة أو يتم إنشاؤها ديناميكيًا إلى مجموعات بسيطة وقابلة لإعادة الاستخدام من المثلثات (Triangle Clusters). ففي آلية العمل التقليدية، تحتاج المشاهد الرسومية إلى إعادة بناء هياكل تسريع سفلية كبيرة (Bottom-Level Acceleration Structures) بصورة متكررة، وهو ما يضيف أعباءً حسابية إضافية على المعالج الرسومي.
ومن خلال استخدام Clustered Geometry، يمكن لتقنية تتبع الأشعة الاستفادة من الهندسة التفصيلية الكاملة المستخدمة في تقنيات التصيير التقليدية (Rasterization)، بدلًا من الاعتماد على نماذج هندسية بديلة ومبسطة (Proxies). ويضمن ذلك توافق الظلال والانعكاسات الناتجة عن تتبع الأشعة مع المشهد المرئي فعليًا على الشاشة، بما يعزز دقة المؤثرات البصرية واتساقها مع تفاصيل البيئة الرسومية.
تقنية PTLAS لتقليل استهلاك الذاكرة في الألعاب ذات العوالم المفتوحة
في ألعاب العالم المفتوح (Open-World Games)، قد يؤدي الاعتماد على هياكل التسريع ذات المستوى الأعلى Top-Level Acceleration Structure (TLAS) إلى متطلبات ضخمة من ذاكرة الفيديو والقدرة الحاسوبية، خصوصًا عند التعامل مع بيئات واسعة تحتوي على أعداد كبيرة من العناصر والتفاصيل الهندسية المتغيرة باستمرار.
ولمعالجة هذه المشكلة، تقدم Microsoft تقنية Partitioned TLAS (PTLAS)، التي تسمح بتقسيم هيكل التسريع إلى أجزاء مستقلة، بحيث تركز عمليات تتبع الأشعة على التغييرات التي تحدث داخل منطقة محددة من العالم الافتراضي، مع الاحتفاظ ببيانات هياكل التسريع الخاصة بالمناطق الأخرى دون الحاجة إلى إعادة بنائها بالكامل.
ويمكن استخدام تقنيتي Clustered Geometry وPTLAS معًا أو كل واحدة منهما بصورة مستقلة، دون وجود قيود تمنع الجمع بينهما، ما يمنح مطوري الألعاب مرونة أكبر في تحسين أداء محركات الرسوميات وإدارة الموارد المتاحة.
وتوضح العينة التقنية التي قدمتها NVIDIA آلية عمل Clustered Geometry من خلال ثلاث مراحل مرئية: الوضع الافتراضي (Default)، ثم المجموعات الهندسية (Clusters)، وأخيرًا تطبيق المثلثات التفصيلية (Triangles Applied).
تحسينات كبيرة في الأداء وتقليل استهلاك VRAM
أظهرت الاختبارات المعيارية لتقنية Clustered Geometry باستخدام بطاقة الرسوميات AMD Radeon RX 9070 تحسينات كبيرة في معدلات الإطارات (FPS)، إلى جانب انخفاض ملحوظ في استهلاك ذاكرة الفيديو.
ففي بعض الاختبارات، وصلت الزيادة في معدلات الإطارات إلى ما يعادل 66 ضعفًا مقارنة بطريقة المعالجة التقليدية، وإن كان من المتوقع أن تكون المكاسب الفعلية في الألعاب التجارية أقل بكثير، وأن تقتصر عمومًا على بضع نقاط مئوية، وفقًا لطبيعة اللعبة وطريقة تنفيذ التقنية داخل محرك الرسوميات.
أما التحسن الأبرز فيتمثل في كفاءة استهلاك الذاكرة، حيث انخفض استهلاك VRAM بنسبة تقارب 90% في الاختبارات المذكورة، وهو ما قد يمنح المطورين مساحة أكبر للتعامل مع المشاهد الرسومية المعقدة دون زيادة متطلبات الذاكرة الرسومية.
وتحظى التقنيتان بدعم جميع أجيال العتاد الرسومي الحالية، مع توفير دعم منذ اليوم الأول من جانب الشركات الرئيسية المصنعة للمعالجات الرسومية، وهي AMD وIntel وNVIDIA وQualcomm.
