انویدیا و مایکروسافت اعلام کردن که قراره توی نسخه پیش‌نمایش DirectX که آوریل امسال منتشر میشه، از فناوری Neural Shading پشتیبانی بشه. این تکنولوژی از Cooperative Vectors و Tensor Cores انویدیا (واحدهای پردازش ماتریسی) استفاده می‌کنه تا رندر گرافیکی بازی‌هایی که ازش پشتیبانی می‌کنن، سریع‌تر و بهتر بشه. با این حرکت، توسعه‌دهنده‌ها می‌تونن از تکنیک‌های سنتی رندرینگ همراه با قابلیت‌های هوش مصنوعی از طریق HLSL (High-Level Shading Language) استفاده کنن. تا پایان این خبر همراه بنچفا باشید.
Neural Shading: آینده رندرینگ بازی؟
با اینکه پردازنده‌های گرافیکی (GPU) تو این سال‌ها پیشرفت زیادی داشتن، اما پایپلاین پردازش گرافیکی (Graphics Rendering Pipeline) اونقدری سریع رشد نکرده. مخصوصاً Tensor Cores انویدیا که از هفت سال پیش برای پردازش‌های AI به کار گرفته شدن، بیشتر برای قابلیت‌هایی مثل DLSS (افزایش وضوح با هوش مصنوعی)، بازسازی پرتوها (Ray Reconstruction در DLSS 3.5)، کاهش نویز (Denoising) و تولید فریم (Frame Generation در DLSS 4) مورد استفاده قرار گرفتن.
اما حالا این موضوع با ورود Neural Rendering تغییر می‌کنه. این یه اصطلاح کلیه که به رندر گرافیکی در لحظه اشاره داره که با روش‌ها و قابلیت‌های جدید هوش مصنوعی تقویت شده. یکی از شاخه‌های خاص این فناوری، Neural Shading هست که تمرکزش روی بهینه‌سازی فرآیند رندر صحنه توی بازی‌هاست. این ویژگی باعث میشه مواد، نورپردازی، سایه‌ها و تکسچرها طبیعی‌تر و واقع‌گرایانه‌تر به نظر برسن، چون هوش مصنوعی مستقیم وارد فرایند رندرینگ میشه. همچنین این تکنولوژی می‌تونه باعث بشه که پایپلاین رندر بهینه‌تر هم بشه.
Cooperative Vectors؛ برگ برنده Neural Shading
یکی از اجزای کلیدی Neural Shading چیزی به اسم Cooperative Vectorsئه که به شبکه‌های عصبی کوچیک اجازه میده تو مراحل مختلف رندر اجرا بشن (مثلاً داخل Pixel Shader)، بدون اینکه کل توان GPU رو بگیرن. این پردازش‌ها به ضرب ماتریس و بردار نیاز دارن، برای همین به سخت‌افزار خاص مثل Tensor Cores انویدیا وابسته هستن. البته ممکنه روی سخت‌افزار XMX اینتل هم اجرا بشه، البته اگه استانداردهای مایکروسافت رو پاس کنه. در مورد پردازنده‌های گرافیکی AMD هم ممکنه روی RDNA 4 کار کنه، اما RDNA 3 چون تو بخش پردازش AI نسبت به رقبا ضعیف‌تره، احتمال کمی داره که این فناوری رو پشتیبانی کنه.
مایکروسافت داره با شرکت‌هایی مثل AMD، Intel، Nvidia و Qualcomm همکاری می‌کنه تا این فناوری توی بلندمدت روی سخت‌افزارهای مختلف قابل اجرا باشه. این قابلیت احتمالا در نسخه‌ای جدید از DirectX حضور داشته باشه چرا که برخی از کارت‌هایی که از DirectX 12 Ultimate پشتیبانی می‌کنن، به هسته‌های مخصوص ری تریسینگ مجهز نیستن.
تأثیر این تکنولوژی روی دنیای گیمینگ
“مایکروسافت داره پشتیبانی از Cooperative Vectors رو به DirectX و HLSL اضافه می‌کنه. این کار آینده برنامه‌نویسی گرافیک رو جلو میبره و رندرینگ عصبی (Neural Rendering) رو تو صنعت بازی‌های ویدیویی فعال می‌کنه. استفاده از Tensor Cores روی کارت‌های گرافیک RTX انویدیا، به توسعه‌دهنده‌ها این امکان رو میده که از RTX Neural Shaders برای تجربه‌های گرافیکی غنی‌تر و جذاب‌تر روی ویندوز استفاده کنن.”
شان هارگریوز، مدیر توسعه Direct3D
به نظر میاد این فناوری تو مرحله اول فقط برای کارت‌های گرافیک انویدیا در دسترس خواهد بود. اما وقتی درایورهای جدید AMD و Intel منتشر بشن، احتمالاً روی کارت‌های اون‌ها هم کار کنه. حالا باید صبر کنیم ببینیم اجرای این قابلیت روی سخت‌افزارهای مختلف چطور عمل می‌کنه؛ هم از نظر کیفیت تصویر و هم عملکرد فریم‌ریت.
مش شیدر چی شد؟
Mesh Shader یکی از مهم‌ترین تحولات در رندرینگ گرافیکی محسوب میشه که توی DirectX 12 Ultimate معرفی شد. این فناوری رو می‌تونیم یه انقلاب در پردازش مدل‌های سه‌بعدی بدونیم، چون برخلاف روش‌های سنتی که پردازنده‌های گرافیکی (GPU) باید تمام ورودی‌های اولیه مدل‌ها (Vertices و Primitives) رو یک‌جا پردازش کنن، مش شیدر این کار رو به‌صورت داینامیک و سطح‌بندی‌شده انجام میده. اولین بازی که از این تکنولوژی استفاده کرد، Alan Wake 2 بود.
حالا ارتباط Mesh Shader با Neural Shading چیه؟
خبر جدیدی که در مورد Neural Shading منتشر شده، نشون میده که انویدیا و مایکروسافت دارن به سمت یه نسل جدید از پردازش‌های گرافیکی حرکت می‌کنن که از هوش مصنوعی در مراحل مختلف خط لوله رندرینگ (Rendering Pipeline) استفاده می‌کنه.
در این بین، Mesh Shader به‌عنوان یکی از پایه‌های پردازش مدرن توی بازی‌های ویدیویی، می‌تونه از این تکنیک‌ها بهره ببره تا مدل‌های سه‌بعدی با جزییات بیشتر و بار پردازشی کمتر نمایش داده بشن.
ترکیب Neural Shading با Mesh Shader؛ آینده‌ی رندرینگ؟
اگر Neural Shading با Mesh Shader ترکیب بشه، می‌تونیم انتظار یه تحول بزرگ توی بازی‌ها و نرم‌افزارهای گرافیکی رو داشته باشیم:
- بهینه‌سازی نورپردازی، سایه‌ها و تکسچرها با هوش مصنوعی در سطح مش‌ها؛ یعنی کیفیت تصویر بالا بدون افت فریم محسوس.
- کاهش بار پردازشی GPU، چون AI می‌تونه تصمیم بگیره کدوم قسمت‌های صحنه نیاز به جزئیات بالا دارن. مش شیدر به صورت خام فشار خیلی زیادی روی کارت گرافیک اعمال می‌کنه که Neural Shading می‌تونه کمک زیادی بهش بکنه.
- افزایش سرعت رندرینگ در صحنه‌های پیچیده، مخصوصاً برای بازی‌های جهان‌باز (Open World) و محیط‌های دارای مدل‌های سنگین.
خیلی جالب میشه که ببینیم Neural Shading به چه صورت روی بازی‌ها اعمال میشه و شاهد چه نتایجی خواهیم بود. مهم‌ترین بحثی که باقی می‌مونه، بحث ساپورت از سخت افزار قدیمیه. کارت‌های گرافیک سری ۲۰ انویدیا به هسته‌های تنسور مجهز بودن، اما سری RX 6000 شرکت AMD سخت افزار مجزا برای هوش مصنوعی نداشتن. جالب میشه که ببینیم این تکنولوژی چطور روی سخت افزار نه چندان جدید اعمال میشه.
