هوش مصنوعی و فیزیک آب؛ انقلابی که در تریلر جی‌تی‌ای ۶ مخفی شده بود

دیجیاتو یکشنبه 07 تیر 1405 - 22:02
وقتی راک‌استار گیمز (Rockstar Games) پس از یک دهه انتظار، سرانجام اولین تریلر از بازی Grand Theft Auto VI را منتشر کرد، اینترنت برای چند روز در تسخیر اتمسفر نئونی و آفتابی ایالت «لئونیدا» (Leonida) بود. بیشتر مخاطبان محو گرافیک خیره‌کننده، بازگشت به وایس‌سیتی و روایت داستانی زوج لوسیا و جیسون شدند. اما برای کسانی که با عینک تکنولوژی به این ۹۰ ثانیه نگاه می‌کردند، اتفاقی بسیار بزرگ‌تر در حال رخ دادن بود. تریلر GTA 6 صرفاً نمایشی از یک بازی ویدیویی جدید نبود؛ بلکه یک «دموی فنی» (Tech Demo) خیره‌کننده از موتور گرافیکی ارتقا یافته RAGE 9 بود که […] The post هوش مصنوعی و فیزیک آب؛ انقلابی که در تریلر جی‌تی‌ای ۶ مخفی شده بود appeared first on دیجیاتو.

وقتی راک‌استار گیمز (Rockstar Games) پس از یک دهه انتظار، سرانجام اولین تریلر از بازی Grand Theft Auto VI را منتشر کرد، اینترنت برای چند روز در تسخیر اتمسفر نئونی و آفتابی ایالت «لئونیدا» (Leonida) بود. بیشتر مخاطبان محو گرافیک خیره‌کننده، بازگشت به وایس‌سیتی و روایت داستانی زوج لوسیا و جیسون شدند. اما برای کسانی که با عینک تکنولوژی به این ۹۰ ثانیه نگاه می‌کردند، اتفاقی بسیار بزرگ‌تر در حال رخ دادن بود. تریلر GTA 6 صرفاً نمایشی از یک بازی ویدیویی جدید نبود؛ بلکه یک «دموی فنی» (Tech Demo) خیره‌کننده از موتور گرافیکی ارتقا یافته RAGE 9 بود که نوید یک انقلاب نرم‌افزاری و سخت‌افزاری را می‌داد.

راک‌استار همیشه استودیویی بوده که استانداردهای صنعت بازی را نه یک قدم، بلکه یک مایل به جلو می‌برد. اما سوال اینجاست: در زیر پوسته این گرافیک چشم‌نواز، چه الگوریتم‌ها و تکنولوژی‌هایی در حال پردازش هستند؟ از فیزیک بی‌سابقه آب گرفته تا هوش مصنوعی پیچیده‌ای که به هر NPC (شخصیت‌های غیرقابل بازی) یک زندگی مستقل می‌بخشد، GTA 6 قرار است سنگ محکی برای تمام نرم‌افزارهای شبیه‌ساز در دهه آینده باشد. در این مقاله، قصد داریم با عبور از هیاهوهای رسانه‌ای، به کالبدشکافی فنی شاهکار در دست ساخت راک‌استار بپردازیم و به این سوال حیاتی پاسخ دهیم: آیا کنسول‌های نسل نهمی واقعاً توان کشیدن این بار پردازشی عظیم را دارند؟

موتور RAGE 9؛ هیولایی در لباس کدنویسی

موتور بازی‌سازی اختصاصی راک‌استار موسوم به RAGE (Rockstar Advanced Game Engine) همواره قلب تپنده بازی‌های این شرکت بوده است. نسخه‌ای که در Red Dead Redemption 2 استفاده شد، هنوز هم از بسیاری از بازی‌های نسل جدید جلوتر است. اما شواهد و اطلاعات فاش شده نشان می‌دهند که نسخه نهم این موتور، یک بازنویسی اساسی را در بخش‌های فیزیک و هوش مصنوعی تجربه کرده است.

یکی از بزرگ‌ترین تغییرات در RAGE 9، نحوه مدیریت حافظه و استریم کردن (Streaming) داده‌ها در جهانِ بازِ بازی است. با توجه به سرعت بالای SSDهای کنسول‌های پلی‌استیشن ۵ و ایکس‌باکس سری ایکس، موتور بازی حالا می‌تواند بدون نیاز به صفحات بارگذاری پنهان (مثل راهروهای طولانی یا درهای کند)، جزئیات فوق‌العاده‌ای را در کسری از ثانیه رندر کند. این معماری جدید اجازه می‌دهد تا تراکم بافت‌ها (Texture Density) در دوردست‌ها نیز با کیفیت بالا حفظ شود، چیزی که در اصطلاح فنی به آن Draw Distance پویاتر می‌گویند.

فیزیک آب؛ وقتی سیالات وارد فاز محاسبات هم‌زمان می‌شوند

اگر به بازی‌های قبلی راک‌استار نگاه کنید، آب همیشه یک چالش جذاب برای آن‌ها بوده است. در GTA V، موج‌ها بر اساس یک الگوریتم از پیش تعیین شده حرکت می‌کردند. در RDR 2، تعامل فیزیکی اجسام با آب بهبود یافت. اما در GTA 6 که بخش عمده‌ای از نقشه آن را باتلاق‌ها، اقیانوس‌ها و کانال‌های آبی تشکیل می‌دهند، راک‌استار به یک سیستم «شبیه‌سازی سیالات در لحظه» (Real-Time Fluid Dynamics) روی آورده است.

بر اساس پتنت‌های ثبت شده توسط شرکت تیک‌تو (Take-Two)، مادرِ راک‌استار، و تحلیل فرم‌های امواج در تریلر، آب در GTA 6 دیگر یک بافت متحرک ساده نیست، بلکه یک شبکه محاسباتی سه‌بعدی است. این یعنی امواج بر اساس وزش باد در همان لحظه، عمق اقیانوس، و حرکت قایق‌ها یا جانوران شکل می‌گیرند.
این تکنولوژی که پیش‌تر تنها در نرم‌افزارهای شبیه‌ساز مهندسی یا انیمیشن‌های رندر شده هالیوودی (مانند آواتار) دیده می‌شد، حالا قرار است در یک محیط جهان‌باز و با نرخ فریم ثابت اجرا شود. فیزیک موج‌سواری، تغییر حجم آب در باتلاق‌ها بر اثر بارندگی و مقاومت واقع‌گرایانه آب در برابر حرکت شخصیت‌ها، نیازمند پردازش‌های سنگین روی GPU است که RAGE 9 آن را از طریق تکنیک‌های جدید بهینه‌سازی سایه‌زن‌ها (Mesh Shaders) ممکن کرده است.

هوش مصنوعی و NPCها؛ توهم یک زندگی واقعی

احتمالاً مهم‌ترین و انقلابی‌ترین بخش GTA 6، جهش در هوش مصنوعی شخصیت‌های رهگذر است. در اکثر بازی‌های جهان‌باز، NPCها صرفاً ماکت‌هایی متحرک هستند که در یک مسیر مشخص قدم می‌زنند و با برخورد بازیکن واکنش‌های محدودی نشان می‌دهند. اما راک‌استار قصد دارد این پارادایم را تغییر دهد.

پتنت‌های لو رفته از راک‌استار به سیستمی به نام "Virtual Character Locomotion and Animation" اشاره دارد که مبتنی بر شبکه‌های عصبی (Neural Networks) است. اما فراتر از انیمیشن، هوش مصنوعی رفتاری این کاراکترهاست. شایعات و تحلیل‌ کدهای فاش شده نشان می‌دهد که NPCها در GTA 6 دارای یک سیستم «حافظه کوتاه‌مدت و بلندمدت»، «برنامه روزانه» و «احساسات متغیر» هستند.
به عنوان مثال، یک شهروند در وایس‌سیتی ممکن است صبح برای دویدن به ساحل برود، ظهر در ترافیک عصبانی شود و شب به یک کلوب برود. اگر شما در طول روز با او درگیر شوید، او چهره شما را به خاطر می‌سپارد و در صورت ملاقات مجدد، واکنش متفاوتی (ترس یا تماس با پلیس) نشان خواهد داد.

در صحنه ساحل در تریلر بازی، ما شاهد صدها کاراکتر هستیم که هیچ‌کدام کار تکراری انجام نمی‌دهند. یکی در حال کرم زدن به بدن خود است، دیگری با سگش بازی می‌کند و شخصی دیگر در حال فیلم‌برداری با گوشی هوشمندش برای شبکه‌های اجتماعی است. این سطح از تراکم جمعیت با رفتارهای مستقل (Independent AI Nodes)، فشار وحشتناکی روی پردازنده مرکزی (CPU) وارد می‌کند. راک‌استار برای پیاده‌سازی این سیستم، از ساختارهای درختی تصمیم‌گیری چندلایه استفاده کرده است که در آن، هر هوش مصنوعی بر اساس محیط اطراف خود در لحظه تصمیم‌گیری می‌کند.

فیزیک مو، پارچه و انیمیشن‌های مبتنی بر وزن

یکی دیگر از پیشرفت‌های فنی که در تریلر به وضوح قابل مشاهده بود، فیزیک مو و لباس کاراکترهاست. در نسل‌های گذشته، موی سر کاراکترها معمولاً به صورت یک بلوک یکپارچه با کمی انیمیشن فنری طراحی می‌شد. اما در GTA 6 ما شاهد استفاده از فیزیک موی تار-به-تار (Strand-based Hair) هستیم. این تکنولوژی پیش‌تر در بازی‌هایی مثل The Witcher 3 (با HairWorks) دیده شده بود، اما اعمال آن روی صدها کاراکتر در یک محیط جهان‌باز، نیازمند بهینه‌سازی خارق‌العاده‌ای است.

لباس‌ها نیز دیگر به بدن کاراکتر چسبیده نیستند. آن‌ها دارای فیزیک مستقل بوده و با توجه به نوع پارچه، در برابر باد و حرکت کاراکتر چین و چروک برمی‌دارند. علاوه بر این، انیمیشن‌های حرکتی (Locomotion) در GTA 6 به طور کامل مبتنی بر فیزیک وزن طراحی شده‌اند. کاراکترها دارای مرکز ثقل هستند و هنگام تغییر مسیر ناگهانی، دویدن در شیب یا برخورد با موانع، تعادل آن‌ها بر اساس وزن و فیزیک بدنشان به چالش کشیده می‌شود. این امر به کمک تکنیک‌های یادگیری ماشین (Machine Learning) در انیمیشن‌سازی به دست آمده است، جایی که هوش مصنوعی بین انیمیشن‌های ضبط شده (Motion Capture) به صورت لحظه‌ای پیوند (Blending) ایجاد می‌کند تا هیچ حرکتی مصنوعی به نظر نرسد.

سایه‌زنی، نورپردازی جهانی و رهگیری پرتو (Ray Tracing)

فضای لئونیدا به شدت وابسته به نورپردازی نئونی در شب و آفتاب سوزان در روز است. تریلر بازی نشان داد که RAGE 9 به احتمال بسیار زیاد از تکنولوژی Global Illumination بر پایه Ray Tracing استفاده می‌کند. انعکاس نور محیط روی بدنه ماشین‌ها، ویترین مغازه‌ها و حتی سطح آب باتلاق‌ها بسیار دقیق‌تر از تکنیک‌های سنتی (مثل Screen Space Reflections) است.
همچنین سیستم ابرهای حجمی (Volumetric Clouds) و مه، تاثیر مستقیمی بر نحوه پخش شدن نور در محیط دارند. وقتی خورشید در حال غروب است، نور آن از میان ذرات رطوبت موجود در هوای شرجی وایس‌سیتی عبور کرده و یک پراکندگی نوری (Light Scattering) کاملاً فیزیک‌محور را ایجاد می‌کند.

سوال کلیدی: آیا کنسول‌های فعلی توان اجرای این هیولا را دارند؟

با تمام این تفاسیر فنی، به مهم‌ترین و نگران‌کننده‌ترین سوال می‌رسیم: سخت‌افزار. ما می‌دانیم که پلی‌استیشن ۵ و ایکس‌باکس سری ایکس کنسول‌های قدرتمندی هستند، اما معماری پردازنده مرکزی (CPU) آن‌ها مبتنی بر معماری Zen 2 شرکت AMD است که مربوط به سال ۲۰۱۹ می‌شود.

هوش مصنوعی پیچیده NPCها، شبیه‌سازی فیزیک آب، تراکم جمعیت بالا و انیمیشن‌های مبتنی بر فیزیک، همگی تشنه قدرت CPU هستند. در حالی که کارهای گرافیکی و نورپردازی بر دوش GPU است، اگر CPU نتواند اطلاعات جهان بازی را با سرعت کافی پردازش کند، با مشکل باتل‌نک (Bottleneck) یا گلوگاه مواجه خواهیم شد.
بسیاری از تحلیلگران فنی معتقدند که اجرای GTA 6 با این سطح از جزئیات و تراکم، روی کنسول‌های پایه PS5 و Xbox Series X با نرخ فریم ۶۰ بر ثانیه تقریباً غیرممکن است. راک‌استار به احتمال زیاد مجبور خواهد شد روی این کنسول‌ها بازی را روی حالت ۳۰ فریم بر ثانیه قفل کند تا بتواند پایداری جهان بازی را حفظ کند و از رزولوشن‌های پویا (Dynamic Resolution) در محدوده 1440p استفاده کند.

در همین راستاست که شایعات مربوط به کنسول‌های میان‌نسلی مانند پلی‌استیشن ۵ پرو (PS5 Pro) به شدت پررنگ می‌شود. شنیده‌ها حاکی از آن است که PS5 Pro با داشتن تکنولوژی ارتقای تصویر مبتنی بر هوش مصنوعی اختصاصی سونی (PSSR) و کلاک بالاتر پردازنده، به عنوان پلتفرم ایده‌آل و اصلی برای تجربه GTA 6 در نظر گرفته شده است. شاید گرافیک بصری روی هر دو نسخه یکسان باشد، اما رزولوشن بالاتر و مهم‌تر از آن، نرخ فریم ۶۰ تنها در انحصار سخت‌افزارهای میان‌نسلی و بعداً کامپیوترهای شخصی قدرتمند خواهد بود.

جمع‌بندی: آغازگر یک دوران جدید

بازی Grand Theft Auto VI تنها یک عنوان سرگرمی نیست؛ این بازی یک رویداد عظیم در تقویم تکنولوژی است. راک‌استار با ادغام هوش مصنوعی پیشرفته برای حیات بخشیدن به لئونیدا، استفاده از محاسبات پیچیده سیالات برای واقع‌گرایی محیطی و توسعه نسل جدیدی از فیزیک انیمیشن، در حال تعریف مجدد مفهوم «جهان‌باز» است.

در حالی که نگرانی‌ها در مورد محدودیت‌های سخت‌افزاری کنسول‌های نسل نهمی کاملاً منطقی به نظر می‌رسد، تاریخ نشان داده است که راک‌استار استاد بلامنازع استخراج آخرین قطره‌های توان پردازشی از سخت‌افزارهای موجود است. GTA 6 چه با ۳۰ فریم بر ثانیه روی PS5 معمولی و چه با نهایت قدرت روی کنسول‌های میان‌نسلی آینده اجرا شود، بدون شک استانداردی را وضع خواهد کرد که سایر توسعه‌دهندگان تا سال‌ها در تلاش برای رسیدن به آن خواهند بود. ما در حال تماشای پوست‌اندازی صنعت ویدیوگیم هستیم و هوش مصنوعی، معمار اصلی این دگردیسی است.

منبع خبر "دیجیاتو" است و موتور جستجوگر خبر تیترآنلاین در قبال محتوای آن هیچ مسئولیتی ندارد. (ادامه)
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت تیترآنلاین مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویری است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هرگونه محتوای خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.