بررسی تاثیر نورپردازی HDR در بازی Gran Turismo Sport

طیف مرئی یا بیناب دیدنی «Visible Spectrum» نام بخشی از طیف الکترمغناطیسی است که با چشم انسان قابل رویت و تشخیص است. طول موج طیف مرئی بین ۳۸۰ تا ۷۵۰ نانومتر و بسامد آنها بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ تراهرتز گزارش شده است/حساسیت چشم انسان به طول موج‌های مختلف الکترومغناطیسی متفاوت است و چشم انسان به طول موج ۰٫۵۵۵ میکرون بیشترین حساسیت را دارد. حساسیت چشم نسبت به طول موج بسیار حساس است، به طوری که در طول موج‌های ۰٫۵۱ میکرون و ۰٫۶۱ میکرون حساسیت چشم به ۵۰٪ حساسیت در ۰٫۵۵۵ میکرون کاهش پیدا می‌کند.

تشعشعات خورشیدی با طول موج‌هایی کمتر از ۰٫۲۹ میکرون توسط لایهٔ ازن جذب می‌شود و تشعشعاتی که طول موجی بیشتر از ۱٫۴ میکرون دارند توسط بخار آب و کربن دی اکسید هوا جذب می‌شوند و به زمین نمی‌رسند. بنابراین؛ منحنی حساسیت چشم انسان به نور مرئی نشان‌دهندهٔ این حقیقت است که چشم انسان با گذشت زمان با شرایط محیط تطبیق یافته است. از طرفی حساسیت چشم انسان به شدت روشنایی بستگی دارد، به طوری که در شدت روشنایی‌های پایین، منحنی حساسیت به اندازهٔ ۵۰ نانومتر به سمت نور فرابنفش جابجا می‌شود.

بنابراین نور مرئی بخشی از گسترهٔ طیف الکترومغناطیسی است که چشمان ما برای دیدن دنیایی رنگی نیاز دارد. این امواج نخستین بار توسط ماکسول «Maxwell» شناسایی شد و انویدیا نیز به پاس قدردانی از این دانشمند بزرگ، نام یکی از معماری های پایه گرافیکی خودش را ماکسول «Maxwell» نهاده بود و ما نیز در دو مقاله «بررسی پایه معماری ماکسول «Maxwell» و «بررسی کامل نسل دوم معماری ماکسول «Maxwell» در موردش مفصل نوشتیم.

نگاه اول: Polyphony Digital خالق افسانه ای Gran Turismo Sport

به دلیل محدودیت فناوری، Polyphony Digital به عنوان سازنده سری بسیار محبوب Gran Turismo Sport تا به حال موفق نشده بازتاب رنگ های اتومبیل های موجود در بازی را به صورت طبیعی نمایش دهد. تا پیش از ساخت آخرین نسخه از سری Gran Turismo، همه ما از تلویزیون و مانیتورهایی بهره میبردیم که از استاندارد RGB برای تولید تصاویر استفاده میکرند. اما مشکل این فناوری زمانی مشخص میشود که چشم انسان به دلیل محدودیت هایی که دارد، نمیتواند تمام محدوده های رنگی RGB را بفهمد و آنها را از هم تشخیص دهد! از طرفی خود محدوده رنگی RGB نیز نمیتواند تمام رنگ هایی که چشم انسان میبینید را به نمایش بگذارد.

بینایی انسان به صورت طبیعی برای درک فریم ریت و تماشای رنگ ها از محدودیت های خاصی برخوردار است که در مقاله «مقایسه کیفیت چشم انسان و دوربین» در موردش صحبت کردیم. به هر حال؛ اگر کمی با محدوده رنگی و قابل های رنگی آشنا باشید، میدانید که از فناوری RGB برای ایجاد تصویر در نمایشگرها استفاده میشود. در این روش، تمام رنگ ها از ترکیب سه رنگ اصلی تشکیل می‌شود. این سه رنگ عبارت هستند از قرمز «R»، سبز «G» و آبی «B» که به آن RGB گفته میشود. با ترکیب رنگ های یادشده که به آنها رنگ های ابتدایی «Primary» گفته میشود، رنگ های دیگر یا ثانویه «Secondary» ایجاد می‌شود.

مثلاً؛ با ترکیب رنگ قرمز «RED» و آبی «Blue»، رنگ ارغوانی «Magenta» تولید می‌شود. همچنین از ترکیب رنگ قرمز «RED» و سبز «Green»، رنگ زرد «Yellow» تولید میشود.

محدوده رنگی RGB و نورهای قابل مشاهده برای انسان

محدوده رنگی RGB و طیف نورهای مرئی قابل مشاهده برای انسان

نگاه دوم: RGB دارای کانال‌های رنگ نیست

محدوده رنگی RGB شامل کانال های رنگی نیست و پایه آن را نور تشکیل میدهد. یعنی به جای سه رنگ قرمز «RED» و سبز «Green»، رنگ زرد «Yellow»، سه نور رنگی رنگ قرمز «RED» و سبز «Green»، رنگ زرد «Yellow» داریم. این نورها با ارسال ولتاژ معینی از برق به سمت پیکسل های صفحه نمایشگر، با هم ترکیب و در نهایت رنگ هر پیکسل را تولید میکنند تا یک تصویر واحد روی صفحه نمایشگر ظاهر شود. در برخی مواقع ما برای نمایش تصایور با تابش این نورها نیازی نداریم.

در این حالت، جلوی نور موردذ ظنر، یک صفحه تلق مانند مشکی قرار میگیرد و از تابش نور جلوگیری میکند. بنابراین مفهوم رنگ با حضور نور معنا پیدا میکند و در نتیجه میتوانیم بگوییم که مفهوم رنگ یعنی برگشت نور از یک جسم و یا یک منبع نوری که در نقاط مختلفی از یک بازی یا محیط طبیعی قرار میگیرد. این نور؛ همان طیف مرئی یا بیناب دیدنی «Visible Spectrum» است که توسط یک منشور مخصوص به رنگ تبدیل میشود تا برای چشم انسان قابل مشاهده باشد.

با این توضیحات؛ بایدب گوییم که محدوده رنگی RGB در حال حاضر متداولترین سیستم رنگی فعلی شناخته شده است که به خاطر وابستگی به اشیاء گوناگون، به صورت های مختلفی ظاهر میشود. در همین زمینه؛ نوع مخصوصی از تلویزیون های پلاسما وجود دارند که برای تولید رنگ سفید در پیکسل ها از یک سیستم افزودنی «Additive» بهره میبرند. به زبانی ساده تر؛ با توجه به اینکه صفحه نمایش این قبیل نمایشگرها از سطح سیاه تری استفاده میکند و به نوعی سیاه خالص است، بنابراین باید برای ایجاد یک تصویر جدید به آن رنگ اضافه شود.

محدوده رنگی RGB

محدوده رنگی RGB

این سیستم به روش های مختلفی قابل توضیح است. مثلاً رنگ یا نور سفید از طیف های مختلف نوری قابل تشخیصی استفاده میکنند که به واسطه یک منشور مخصوص قابل تشخیص هستند. از طرفی رنگ مشکی فاقد طیف نوری است و به همین دلیل در بسیاری از تلویزیون های پلاسما، برای ایجاد یک تصویر روشن در پس زمینه ای مشکی، باید از رنگ های اضافی استفاده شود. از ترکیب ۳ نور قرمز، سبز و آبی رنگ های مختلفی تشکیل میشود که نتیجه آن تشکیل یه تصویر سه بعدی روی صفحه نمایشگر است.

در نهایت با تابش هر سه نور با شدت کامل در یک نقطه متمرکز رنگ سفید و با جلو گیری از تابش هر سه نور در محل دلخواه رنگ سیاه تولید می‌شود. با کم یا زیاد کردن هر نور، رنگ های متنوع بیشتری قابل مشاهده است. در این مدل هر کانال ۸ بیتی است و تصویر نهایی به صورت ۲۴ بیتی خواهد بود.

نگاه سوم: شبیه سازی Gran Turismo Sport

مقدمه فوق؛ شروعی بر مصاحبه سازندگان بازی Gran Turismo بود. در همین زمینه، چندی پیش آقای کازونوری یامائوچی یه عنوان خالق Gran Turismo Sport طی مصاحبه ای پیرامون شبیه سازی این سری گفته:

تنها ۱۰ درصد اتومبیل هایی که از روی واقعیت شبیه سازی شدند و در سری Gran Turismo مورد استفاده قرار گرفتند، دارای رنگ هایی خارج از محدوده رنگی بودند که تلویزیون‌ ها توانایی نمایش دادن آنها را نداشتند. اما این موضوع، با عنوان Gran Turismo Sport ای که قرار است سال آینده عرضه شود متفاوت خواهد بود.

فناوری HDR

تصویر اول: بدون استفاده از فناوری HDR

در این نسخه برای برطرف کردن این مشکل، از فناوری محدوده داینامیکی گسترده «High Dynamic Range» یا در اصطلاح HDR استفاده شده که بروز رسانی آن برای کنسول PlayStation 4 منتشر شده و PlayStation 4 Pro هم به صورت پیش فرض از آن پشتیبانی میکند. اما اجازه بدهید برای توضیح بهتر HDR یک مثال بزنیم. محدوده‌ی دینامیکی، تفاوت بین نقاط روشن و نقاط تیره‌ی عکس است. محدوده‌ی دینامیکی چشم انسان بسیار گسترده‌تر از دوربین است.

فناوری HDR

تصویر دوم: پس از فرآیند پردازشی استفاده از فناوری HDR

اگر در روز به یک منظره نگاه کنید هم می‌توانید نقاط بسیار روشن مثل ابرهای آسمان را با جزئیات خیلی خوب ببینید و هم نقاط تیره که پشت به آفتاب هستند مثل ساختمان‌ها و درختان. درحالی‌که دوربین این‌گونه نیست. محدوده‌ی دینامیکی دوربین خیلی کمتر از چشم انسان است.  اگر دوربین بر نقاط تیره تمرکز داشته باشد، نقاط روشن کاملاً سفید می‌شوند. یعنی وقتی دوربین میزان نور دهی «Exposure» را با نقاط مورد نظر تنظیم می‌کند، به خاطر کم بودن محدوده‌ی دینامیکی بسیاری از نقاط در میان محدوده‌ی دینامیکی قرار نمی‌گیرند و یا سیاه می‌شوند یا سفید.

بنابراین؛ HDR روشی برای حل این مشکل است. برای ثبت یک عکس HDR به سه عکس با نور دهی‌های متفاوت نیاز است. یک عکس با نور دهی پایین، جزئیات نقاط روشن عکس را مشخص می‌کند. یک عکس با نور دهی بالا جزئیات نقاط تاریک عکس را مشخص می‌کند. این دو عکس با یک عکس دیگر با نور دهی متوسط ترکیب می‌شوند تا در مجموعه‌ی آن‌ها، هم جزئیات نقاط روشن عکس مشخص باشد و هم جزئیات نقاط تاریک. به این عکس HDR می‌گویند.

در بسیاری از دوربین‌های حرفه‌ای این فرایند به صورت دستی انجام می‌شود به این صورت که هر سه عکس (یا حتی بیشتر از سه عکس) ذخیره می‌شوند تا عکاس بعداً با رایانه و با برنامه‌هایی مثل Photomatix آن‌ها را ترکیب بکند.  آقای کازونوری یامائوچی در مورد این فناوری اشاره میکند که عنوان Gran Turismo Sport به واسطه پشتیبانی کنسول های نسل هشتمی از HDR میتواند محدوده داینامیکی بالاتری از رنگ های طبیعی و را برای نمایشگرها تولید کند که در مقایسه با نمایشگرهای نسل گذشته و همچنین کنسول های قبلی خروجی واقعی تری دارد.بررسی تاثیر نورپردازی HDR در بازی Gran Turismo Sport

Gran Turismo Sport با این فناوری بسیار زیباتر و بهتر از آن چیزی است که در گذشته دیده بودیم و حالا رنگ های بسیاری واقعی تری در بازی دیده میشود که بخش بزرگی از آن را مدیون فناوری HDR هستیم. کازونوری یامائوچی اشاره میکند که آنها از سه سال پیش در حال کار بر روی این فناوری بودند، اما آن زمان HDR در صنعت بازی یک فناوری ناشناخته و نامفهوم حسوب میشد و Polyphony Digital وارد دنیای ناشناخته ها شده بود. او در همین زمینه توضیح میدهد که:

سه سال قبل و درست در زمانی که ما استارت طراحی و تولید Gran Turismo Sport را زدیم، میتوانیم بگوییم که تقریباً هیچ تصویر HDR ای در صنعت بازی وجود نداشت. تیم ما به دنبال کشف راهی بود تا بتواند فناوری HDR را از نو خلق کند. بنابراین از ابتدا شروع به کار کردیم تا بتوانیم این عمل مهم را انجام دهیم. قدصمان این بود که بازی ما با HDR هماهنگ باشد. به همین دلیل دوربین جدید ساختیم که بتواند از دنیای واقعی تصاویر با کیفیتی با این فرمت تهیه کند. نتیجه آن هم ساخت دوربینی بود که به نسبت رقبای استانداردش از صد برابر محدوده دامنه داینامیکی بیشتری استفاده میکرد. 

آنها با دروبین جدید میتوانستند تصاویر دلخواهی که قرار است در بازی Gran Turismo Sport مورد استفاده قرار بگیرند را ثبت کنند. Polyphony Digital قدم مهمی برای ساخت اولین بازی بزرگ مبتنی بر HDR برداشته و حالا میتوانیم آنها را پیشرو ترین استدیو بازی سازی در این زمینه بدانیم. کازونوری یامائوچی در جریان این مصاحبه، برخی از خودروهای مک لارن «McLaren» عنوان Gran Turismo Sport را در دو قالب RGB و HDR به نمایش درآورد تا تفاوت آنها را نشان دهد.

بررسی تاثیر نورپردازی HDR در بازی Gran Turismo Sport

در تصاویری با فرمت RGB، رنگ برخی خودررهای قرمز به نارنجی متمایل بود، ولی با تغییر حالت به HDR شاهد رنگ خالص قرمز رنگ آنها بودیم. در همین زمینه نیز طی خبرهای مختلفی اعلام شده که نسخه PS4 Pro بازی Gran Turismo Sport، اولین بازی این مجموعه است که رنگ قرمز فراری «Ferrari» را به درستی نشان می دهد. این خبر در جلسه ای که مربوط به معرفی ویژگی های کنسول PS4 Pro بود اعلام شد و سازنده بازی اعلام کرده که:

Gran Turismo Sport با رزولوشن ۴K و پشتیبانی از HDR میتواند طیف وسیعی از گستره رنگ های مختلف را نمایش دهد. و علاوه بر پشتیبانی از تلویزیون‌های HDR فعلی، از تلویزیون‌هایی که در آینده نیز عرضه می‌شوند پشتیانی خواهد کرد. البته این تلویزیون ها از سیستم رنگی جدیدی به نام نقاط کوانتومی «Quantum Dots» استفاده میکنند و در مقاله «نقاط کوانتومی | با فناوری جدید تلویزیون ها آشنا شوید» به طور مفصل در موردش صحبت کردیم.

بازی Gran Turismo Sport برروی کنسول پلی‌استیشن ۴ پرو از فضای رنگی BT2020 استفاده می‌کند که باعث می‌شود بازه رنگی وسیع‌تری در بازی نمایش داده شد. کازونوری یامائوچی در ادامه توضیح میدهد:

قرمزی که کارخانه فراری «Ferrari» در ماشین‌هایش استفاده می‌کرد، خارج از فضای رنگی بود که ما در بازی خودمان استفاده می‌کردیم. اما به لطف فضای رنگی جدید کنسول PS4 Pro، ما می‌توانیم رنگ قرمز این شرکت را با دقت بر روی کنسول PS4 Pro نشان دهیم. تمام ماشین‌های مک‌ لارن نیز از رنگی استفاده می‌کردند که خارج از فضای رنگی استفاده شده در بازی‌های پیشین بود.اما حالا با وجود دروبین جدیدی که ساختیم، این مشکلات برطرف شده است.

بررسی تاثیر نورپردازی HDR در بازی Gran Turismo Sport

البته این مسئله در خصوص اتومبیل های زرد رنگ نیز دیده میشود. اما حوزه هنرنمایی فناوری HDR زمانی است که در مورد نورپردازی صحبت کنیم. این موضوع دقیقاً همان چیزی است که سازندگان Gran Turismo Sport به دنبال حل آن هستند تا بتوانند در شرایط آب و هوایی مختلف در بازی از آن به صورتی بهینه استفاده کنند. تصاویری که در حال حاضر از بازی منتشر شده نشان میدهد که سازنده بازی به شکل ماهرانه ای موفق شده تضاد بین رنگ های مختلف در شرایط آب و هوایی مختلف را نمایش دهد.

Gran Turismo Sport در زمینه نورپردازی از تلویزیون هایی با شدت روشنایی ۱۰۰ نیت پشتیبانی میکند. این مقدار برای تلویزیون هایی که از فناوری HDR پشتیبانی میکنند به رقم ۱۰۰۰ نیت میرسد که میتواند نورپردازی خارق العاده ای را برای نمایش تصاویر بازی به نمایش بگذارد. این مورد به لطف کنسول PS4 Pro ممکن شده و حالا دارندگان این کنسول هم میتوانند از این ویژگی مهم بهره مند شوند. کازونوری یامائوچی در این زمینه توضیح میدهد:

کنسول PS4 Pro فعلاً تنها کنسولی است که میتواند از رزولوشن ۴K و فناوری HDR با سرعت ۶۰ فریم بر ثانیه پشتیبانی کند. این در حالی است که بسیاری از سالن‌های سینمایی و دیگر رسانه ها راه طولانی را برای رسیدن به این استاندارد را در پیش دارند.

البته در صورتی که کنسول PS4 Pro ندارید، باز هم میتوانید از ویژگی های Gran Turismo Sport لذت ببرید. PlayStation 4 نیز در کنار کنسول بین نسلی PS4 Pro از این فناوری پشتیبانی میکند. اما HDR در عمل، علاوه بر خود کنسول، به تلویزیون های مخصوصی نیاز دارد که بتواند این فناوری را نمایش دهد. بنابراین مهمترین چیزی که باید به آن فکر کنید تهیه چنین تلویزیونی است که بتواند تفاوت تصاویر را هچون عکس های موجود در این متن برای شما به نمایش بگذارد.

کازونوری یامائوچی در انتهای مصحابه اش این نکته را توضیح میدهد که:

فیزیک رانندگی در طول سالیان اخیر به همراه فناوری های صوتی بهبود فراوانی داشته اند و از طرفی سیستم های نورپردازی فعلی بهتر از گذشته عمل میکنند. اما به نظرم، تیم ما هنوز نتوانسته به نقطه ای برسد که لذت رانندگی را به خوبی طراحی کند. سعی ما بر این بوده که در Gran Turismo Sport این لذت فوق العاده را برای شما تداعی کنیم تا شما هر چه بیشتر به این حس نزدیک شوید.

راي شما
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars6 Stars7 Stars8 Stars9 Stars10 Stars
Loading...

نوشته شده در تحلیل فنی

آخرین نقد و بررسی ها
بررسی کارت گرافیک GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition

بررسی کارت گرافیک GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition

تاريخ بررسي: ۲۷ اسفند, ۹۵
بررسی کارت گرافیک MSI GTX 1050 Ti Gaming X 4 GB

بررسی کارت گرافیک MSI GTX 1050 Ti Gaming X 4 GB

۱۲ بهمن, ۹۵

9.0

بررسی کارت گرافیک Gigabyte GTX 1050 Ti G1 Gaming 4 GB

بررسی کارت گرافیک Gigabyte GTX 1050 Ti G1 Gaming 4 GB

۱۴ دی, ۹۵

9.0

بررسی کارت گرافیک MSI RX 480 Gaming X 8 GB

بررسی کارت گرافیک MSI RX 480 Gaming X 8 GB

۹ دی, ۹۵

9.4

بررسی کارت گرافیک ASUS ROG STRIX GTX 1060 OC 6GB

بررسی کارت گرافیک ASUS ROG STRIX GTX 1060 OC 6GB

۱۶ آذر, ۹۵

9.0

روزی سگی، شیری را گفت: با من ستیز کن؛ شیر سر باز زد؛ سگ گفت: نزد تمام سگان خواهم گفت شیر از مقابله با من می هراسد. شیر گفت: سرزنش سگان را خوشتر دارم تا شماتت شیران، که گویند چون شیری باشد که با سگی پنجه در پنجه شده

×
بررسی تئوری بی نظمی و توهم توطئه در Quantum Break

تــیم گارد3دی

تیم گــارد3دی (Guard3d.com) سعی بر ارائه مطالب متفاوت در زمینه سخت افزار و بازی دارد و امیدوار است در این زمینه بهترین عملکرد را داشته باشد . تیم گـــارد فعالیت خود را به صورت رسمی از تاریخ 2013-10-14 برابر با 1392-07-22 آغاز کرده و تمامی مطالب تولید شده توسط این سایت برای صاحبین آن محفوظ میباشد. کپی مطالب تنها با ذکر نام (Guard3d.com) مجاز است و ما از کپی مطالب بدون ذکر دقیق لینک منبع به صفحه مطلب راضی نیستیم. امیدواریم رضایت شما را جلب کنیم .

شبکه های اجتماعی

کپی رایت 2013 © تمامی حقوق نزد Guard3d محفوظ است | طراحی و کدنویسی توسط hosseincode

error: نمیتوانید کپی کنید!!! فقط لینک صفحه برای آدرس دهی به این مطلب قابل کپی است