عصر جديد من الرسوميات | نظرة على تقنية DLSS 5

 الأمر الرائع هنا هو مستوى التحكم الذي تمنحنا إياه هذه التقنية؛ يمكننا ضبط النغمة العامة والأسلوب الفني ليتماشيا مع توجهنا الإبداعي، ثم الدقة في أهم التفاصيل عبر قناع تحكم على مستوى البكسل الواحد لضبط تفاصيل الشخصيات، فنحن نحرص على احترام ملامحهم الحقيقية بمنتهى الدقة. -  بيتر كافيتش (Peter Kavic)، كبير المنتجين في استوديو Visual Concepts هل تساءلت يومًا ما الذي يجعل لعبة قديمة عمرها عشر سنوات مثل Batman Arkham Knight، تبدو من الناحية الرسومية أفضل من الكثير من العناوين الحديثة التي نراها اليوم، بالرغم من كل هذا التقدّم الرسومي الذي شهدناه على صعيد التقنيات الرسومية وتتبّع الأشعّة، أو حتى على صعيد قوّة البطاقات الرسومية التي تستطيع بكل تأكيد الصمود أمام عناوين الألعاب المُثقلة من الناحية الفنيّة؟ الإجابة على هذا التساؤل لا يقف فقط عند فكرة أن الألعاب في الماضي كانت تتطلّب الكثير من الوقت والجهد لتحقيق هذه النتائج، أو أن بعض المُطوّرين لا يمضون الكثير من الوقت في تحسين وتنقيح الألعاب، أو حتى فكرة أن التقنيات الرسومية ومحركات الألعاب الجديدة أصبحت أكثر تطلّبًا من ناحية الوقت والجهد. بل يُمكننا القول أن السبب هو كل هذه الأمور مُجتمعة! ومع اتّساع عالم الألعاب، وزيادة تكلفة عمليات التطوير، وتقلّص الفوارق الزمنية وزيادة المشاريع، بدأت العديد من الشركات تتجاهل بعض الأمور أثناء عملية التطوير. واحدة من هذه الأمور الهامّة للغاية هي عملية التحسين أو التنقيح (optimization)، التي أصبحت الآن شيئًا من الماضي! فبالنسبة للمُطوّرين، ما الذي يجعلنا نُنفق الكثير من الأموال الطائلة في عملية تجربة اللعبة على مجموعة واسعة من الأجهزة والتكوينات المُختلفة من المُعالجات وكروت الشاشة وسعات الذاكرة؟ في الوقت الذي يُمكننا من خلال فريق بسيط أن نُطبّق تقنيات رفع الدقّة وتحسين الأداء مثل DLSS مثلًا؟ وهنا يظهر السؤال الأهم: لماذا ظهرت تقنيات رفع الأداء في المقام الأول أصلًا؟ وما الذي تفعله؟ وهنا -عزيزي القارئ- سنحتاج للرجوع بالزمن بضعة عقود من الزمن إلى الوراء. أو لنقل، عقدين من الزمان على وجه التحديد! بدأ الأمر عام 2001 مع معالجات الظل القابلة للبرمجة (Programmable Shaders) على متن بطاقات GeForce 3، التي حرّرت المطورين لأول مرة من قيود خطوط الأنابيب الرسومية الثابت (Fixed-Function Pipeline) التي كانت تفرض تأثيرات بصرية جاهزة ومحدودة سلفًا في العتاد نفسه، ليكتبوا بدلًا من ذلك أكوادًا مُخصّصة تتحكم في معالجة كل رأس (Vertex) وكل بكسل على حدة، فاتحين بذلك الباب أمام تأثيرات بصرية أكثر تعقيدًا وحرية إبداعية لم تكن متاحة من قبل إطلاقًا! ثم جاءت CUDA عام 2006 مع GeForce 8800 GTX لتُحدث نقلة أعمق: تحويل كارت الشاشة من مُجرّد شريحة رسومية مُتخصصة إلى منصة حوسبة متوازية للأغراض العامّة (General-Purpose Computing)، وهي بالضبط البنية التي وضعت لاحقًا حجر الأساس لثورة الذكاء الاصطناعي وتعلُّم الآلة التي نعيشها اليوم، وعلى رأسها تقنيات DLSS نفسها بمفارقة لطيفة! بعد ذلك جاءت الطفرة الحقيقية عام 2018، حينما أعلنت NVIDIA ولأول مرّة أنها استطاعت أخيرًا حل شفرة الإضاءة وتحقيق تتبع الأشعة في الوقت الفعلي (Ray Tracing)، التي صاحبتها آنذاك تقنية DLSS على متن العملاق RTX 2080 Ti. حيث أصبح بالإمكان -أخيرًا- محاكاة سلوك أشعة الضوء الفعلية داخل المشهد لأول مرة في الوقت الفعلي، فارتقت الإضاءة والظلال والانعكاسات لمستوى لم تصل إليه الرسوميات التفاعلية من قبل. لكن هذا التحوّل جاء بتكلفة أداء باهظة للغاية استدعت ولادة تقنية رفع الدقّة بالتعلم العميق أو DLSS كحل قائم على الذكاء الاصطناعي (مستفيدًا من أنوية Tensor Cores المُخصصة) لاستعادة الأداء المفقود عبر توليد صورة بدقة أقل ثم رفع دقّتها وتحسين جودة الناتج النهائي، لتخرج لنا صورة بنفس الجودة ولكن تم رسمها بدقّة أقل، وبالتالي أداء أفضل، بدلًا من رسمها بالكامل بشكل تقليدي. وصولًا إلى Path Tracing وDLSS 4 على متن RTX 5090 مؤخرًا، حيث انتقلت محاكاة تتبع الأشعّة الجزئية إلى محاكاة كاملة لمسار كل شعاع ضوء داخل المشهد، بكل ارتداداته وانعكاساته، بمساندة حزمة DLSS 4 الكاملة (بما فيها Multi Frame Generation وRay Reconstruction) لجعل تشغيل الألعاب المرسومة بالكامل عبر Path Tracing أمرًا ممكنًا فعليًا في الزمن الحقيقي! وبالنظر إلى كل هذه التطورات، التي تضمّنت الكثير من الجهد، والانتقاد من النُقّاد والمُنافسين، خرجت NVIDIA في كل مرة مُنتصرة، لتُثبت للجميع أنها كانت تملك نظرة مُستقبلية لما يُمكن أن تؤول إليه الأمور. رحلة كاملة حققت فيها NVIDIA قفزة أداء تُقدَّر بنحو 375,000 ضعف من حيث عمليات الحوسبة العائمة (FLOPS) مقارنةً بالانطلاقة الأولى قبل 25 عامًا! وتؤكد الشركة نفسها أن مجموعة تقنيات DLSS 4.5 الحالية أصبحت قادرة اليوم على رسم 23 من كل 24 بكسل تراه على الشاشة بالذكاء الاصطناعي فقط، أي أن الجزء الأكبر مما تشاهده في اللعبة لم يعد "مرسومًا" بالمعنى التقليدي، بل "مُستنتَجًا"! اليوم، تكشف الشركة عن الخطوة التالية -التي أعلنت عنها مُسبقًا هذا العام- في هذا المسار الطويل: تقنية DLSS 5، القائمة على مفهوم جديد كليًا أسمته "الرندرة العصبية الموجّهة بالأبعاد الثلاثية" أو 3D-Guided Neural Rendering. وعلى عكس ما اعتدنا عليه لسنوات طويلة، لم يأتِ تحديث DLSS 5 3D-Guided Neural Rendering هذه المرة كتقنية تعمل على رفع الأداء وزيادة الإطارات، بل كتقنية مُكمّلة داخل مكتبة DLSS، التي أصبحت تحتوي بدورها على تقنيات أُخرى ضمنية مثل تحسين الأشعّة Ray Reconstruction، وتقنية رفع الأداء DLSS Upscaling، وغيرها من التقنيات الموجودة داخل مكتبة DLSS. على مدار السنوات الطويلة لصناعة الألعاب، ظلّت فكرة "الواقعية" هي الأساس الذي يُبني عليه التطور التقني والرسومي للألعاب. فلطالما كان سؤال: "هل الرسوم واقعية بما فيه الكفاية" مُسيطرًا على عقول الفنّانين والمُبدعين في الشركات. وقد خرجت إلينا الكثير من العناوين في الماضي وفي الوقت الحالي التي تقترب كثيرًا من هذه "الواقعية"، غير أنها ظلّت حتى وقتٍ قريب تقف على الحدود، حتى بعد تواجد تقنيات تتبّع الأشعة المُبهرة. ظلّت هناك قطعة ناقصة دائمًا، وهي القطعة التي تربط جسر الواقعية بين ما نراه في عالم السينما، وما نستطيع استخدامه في عالم الألعاب. لكن NVIDIA كانت تعمل في صمت لسد هذه الفجوة بتقنية جديدة كُلّيًا، استخدمت فيها ما برعت فيه الشركة لعقد كامل من الزمن، ألا وهو تقنيات الذكاء الاصطناعي. تشرح NVIDIA أن هناك مسارين تقنيين يتنافسان اليوم على تحقيق الواقعية الفوتوغرافية في الألعاب.  الطريق الأول هو الطريق "التقليدي" الذي نعرفه جميعًا: مشهد ثلاثي الأبعاد (Scene) تُطبَّق عليه خامات فيزيائية دقيقة (PBR Textures)، ثم يمر عبر محرك Path Tracing، لتخرج الكاميرا في النهاية بصورة مرسومة (Rendered Image) تتميز بإضاءة وهندسة دقيقتين، وهي عملية موجَّهة بالأبعاد الثلاثية بالكامل (3D-guided) وتعمل في الزمن الحقيقي (Real-time). أما الطريق الثاني فهو طريق النماذج التوليدية (Generative Models): مجم