قدرت‌نمایی کنسول ۳۰ ساله؛ اجرای تکنیک رهگیری پرتو روی سگا Saturn [تماشا کنید]

یک توسعه‌دهنده مستقل با انتشار ویدئویی خیره‌کننده، اجرای تکنولوژی رهگیری پرتو (Ray Tracing) را روی کنسول سگا ساترن محصول سال ۱۹۹۴ به نمایش گذاشت. این دموی فنی با استفاده از ترفندهای ریاضی و معماری پیچیده ساترن، سایه‌زنی و نورپردازی پویا را روی سخت‌افزاری اجرا می‌کند که سال‌ها پیش از ظهور کارت‌های گرافیک مدرن RTX طراحی شده بود.

ویدئویی که اخیراً توسط یک توسعه‌دهنده با نام مستعار XL2 منتشر شده، اجرای سایه‌های داینامیک و نورپردازی مبتنی بر رهگیری پرتو را در محیط یک بازی روی کنسول کلاسیک سگا ساترن (Sega Saturn) به نمایش می‌گذارد. سگا ساترن که در اواخر سال ۱۹۹۴ عرضه شد، به دلیل معماری سخت‌افزاری دو پردازنده‌ای و سیستم ویدئویی دوگانه خود، همواره به عنوان یکی از سخت‌ترین کنسول‌ها برای توسعه بازی شناخته می‌شد. با این حال، این دموی فنی نشان می‌دهد که با گذشت سه دهه، هنوز تمام پتانسیل‌های این سخت‌افزار استخراج نشده است.

تکنولوژی مدرن روی معماری باستانی

رهگیری پرتو یا همان Ray Tracing، به طور رسمی با عرضه کارت‌های گرافیک سری RTX 20 انویدیا در سال ۲۰۱۸ به استانداردی در گرافیک بازی‌های PC تبدیل شد. اینکه شاهد اجرای هر نوعی از این تکنولوژی روی کنسولی باشیم که برای دوران پیش از شتاب‌دهنده‌های مدرن سه بعدی طراحی شده، از نظر فنی بسیار حائز اهمیت است.

در ویدئوی منتشر شده، نمای اول شخصی دیده می‌شود که در آن شلیک اسلحه باعث ایجاد نور (Muzzle flash) و تغییر سایه‌ها به‌صورت آنی (Real-time) در یک اتاق کوچک می‌شود. اگرچه این دمو در مقایسه با استانداردهای امروزی ساده به نظر می‌رسد، اما پردازش آن برای سخت‌افزاری که رقیب پلی‌استیشن ۱ بوده، دستاورد بزرگی است.

جادوی ریاضیات و بهینه‌سازی

توسعه‌دهنده این پروژه، XL2، در توضیح نحوه اجرای این تکنولوژی می‌گوید:

این یک تست رهگیری پرتو در یک اتاق کوچک است. تابع مورد استفاده نسبتاً ساده است و هنوز جای بهینه‌سازی دارد. من در اینجا تمام رئوس (Vertices) را با استفاده از روش BSP (پارتیشن‌بندی باینری فضا) تست می‌کنم.

برای اینکه کنسول سگا بتواند از پس این محاسبات برآید، ترفندهای هوشمندانه‌ای به کار گرفته شده است. موتور بازی تنها رئوس اشیاء سه بعدی را بررسی می‌کند و در هر فریم، تنها یک چهارم آن‌ها به‌روزرسانی می‌شوند. همچنین منابع نور در صحنه به حداقل ممکن محدود شده‌اند تا نرخ فریم قابل قبولی ارائه شود.

کنسولی که از زمان خودش جلوتر بود

سگا ساترن اولین کنسول ۳۲ بیتی سگا بود که اگرچه در اجرای پورت‌های آرکید دو بعدی بی‌نظیر عمل می‌کرد، اما در پردازش سه بعدی قافیه را به معماری ساده‌تر پلی‌استیشن ۱ باخت. با این حال، معماری چند پردازنده‌ای آن همواره مورد علاقه متخصصان سخت‌افزار بوده است.

توسعه‌دهنده این پروژه اعلام کرده است که راه‌های زیادی برای بهبود این دمو وجود دارد که برخی از آن‌ها بسیار ساده هستند و برخی دیگر نیاز به ریاضیات پیچیده‌تری دارند. به نظر می‌رسد جامعه توسعه‌دهندگان مستقل همچنان قصد دارند مرزهای این کنسول کلاسیک را جابه‌جا کنند.