جدیدترین تفاوت های اصلی بین سیستم های گیمینگ و رندرینگ در ۲۰۲۳

چه تفاوت هایی بین سیستم های گیمینگ و رندرینگ وجود دارد؟ برای تهیه سیستم های رندرینگ یا گیمینگ باید چه مشخصاتی را مورد لحاظ قرار دهیم؟ اصلا آیا تفاوتی بین سیستم های گیمینگ و رندرینگ وجود دارد؟

این ها سوالاتی است که همیشه در ذهن مشتریان بوجود میاید که در اصل جواب این سوال بسیار ساده است. به طور خلاصه میتوان گفت که بازی یا گیم رندر لحظه ای تصاویر سه بعدی است که هر فریم در لحظه تولید و دیده شدن حذف شده و فرایند رندر در هرلحظه در حال انجام است. البته باید توجه داشت رندر تصاویر در بازی ها توسط هوش مصنوعی پردازش میشه و بسیاری از داده ها که باعث کاهش سرعت رندر و افزایش حجم میشه رو در لحظه و نسبت موقعیت کاراکتر و نورپردازی و متریال ها بسیاری از متغییر های دیگه رو مورد محاسبه قرار داده و بهترین نتیجه رو در اختیار کاربر میذاره.

اما در رندر توسط نرم افزارهایی مثل Maya ، 3D Max و … هدف پردازش دقیق تر و با کیفیت هرچه بیشتر تصاویر و ذخیره فریم های رندر شده است. حجم هر فریم یا تصویر رندر شده توسط این نرم افزار ها با توجه به رزولوشن و ابعاد تصویر خیلی زیاده و گاها در رندرهای فوق حرفه ای به 1 تا 2 گیگ در هر فریم میرسه.

این یه پاسخ خیلی ساده به تفاوت بین رندر و گیمینگ هستش که با توجه به همین پاسخ میشه متوجه شد که هدف سیستم های گیمینگ پردازش سریعتر با میزان حافظه متوسطه و هدف سیستم های رندرینگ ایجاد کیفیت بیشتر و قدرت پردازش بالاتر هستش.

برای اینکه بتوانیم یک نگاه دقیق تر به تفاوت بین سیستم های مورد نیاز برای گیمینگ و رندرینگ بندازیم اول با تعریف رندر آشنا بشیم:

تعریف رندرینگ:

رندرینگ فرآیندی است که در تولید یک تصویر دو بعدی یا سه بعدی از یک مدل با استفاده از برنامه های کاربردی به کار می رود. رندرینگ بیشتر در طراحی های معماری، بازی های ویدیویی و فیلم های انیمیشنی، شبیه سازها، جلوه های ویژه تلویزیونی و تصویرسازی طراحی استفاده می شود. یا به بیان دیگر فرایند رندرینگ یکسری محاسبات پیچیده ریاضی است به منظور استخراج تصویر نهایی.

بسته به برنامه ای که استفاده می کنید، این فرآیند توسط CPU (واحد پردازش مرکزی) یا GPU (واحد پردازش گرافیکی) شما انجام می شود. البته بعضی از موتور رندرینگ های هیبریدی مانند V-ray هستند که در آن واحد از هردو منبع استفاده میکنند.

در بحث رندرینگ دو دسته رندر وجود دارد: pre-rendering(پیش رندرینگ) و real-time rendering (رندرینگ در لحظه) تفاوت قابل توجه بین این دو در سرعت انجام محاسبات و نهایی سازی تصاویر نهفته است.

رندرینگ در لحظه(real-time rendering): تکنیک رندر برجسته که در گرافیک تعاملی و بازی استفاده می شود که در آن تصاویر باید با سرعتی سریع ایجاد شوند. از آنجایی که تعامل کاربر در چنین محیط هایی زیاد است، ایجاد تصویر در زمان واقعی مورد نیاز است. سخت افزار گرافیکی اختصاصی و پیش کامپایل کردن اطلاعات موجود، عملکرد رندر زمان واقعی را بهبود بخشیده است.

موتور رندر Renderman

به خاطر داشته باشید که در حالی که تصاویر رندر شده در بالا فوق العاده به نظر می رسند، شما واقعا نمی توانید موتور رندر را با نگاه کردن به آثار هنری قضاوت کنید، این هنرمند است که آنها را خلق می کند.

تقریباً هر موتور رندر قادر به ایجاد هر نوع سبک و کیفیتی است، سرعتی که می توانید انجام دهید آنها را متمایز می کند.

موتورهای رندر مبتنی بر GPU و رندر متمرکز بر پردازنده گرافیکی

رندر GPU فرآیند استفاده از یک یا چند کارت گرافیک برای رندر صحنه های سه بعدی است. شما در هرصورت برای کار در محیط های سه بعدی به پردازنده گرافیکی احتیاج دارید تا بتوانید با سرعت بیشتری در محیط سه بعدی کار کنید.

استفاده از رندر GPU نسبت به رندر CPU مزایای متعددی دارد.

برای مثال، GPUها در رندر سه بعدی بسیار بهتر از CPUها هستند زیرا برای محاسبات گرافیکی و پردازش موازی بهینه شده اند.

این بدان معناست که برخلاف CPUهایی که به صورت سریالی کار می کنند، می توانند بسیاری از وظایف را به طور همزمان پردازش کنند.

و از آنجایی که وظیفه رندر به راحتی موازی می شود (تصویربرداری از پرتوها، نمونه برداری از پیکسل ها، یا فقط رندر کردن فریم های جداگانه در یک توالی)، یک GPU که هزاران هسته دارد، به راحتی در عملکرد رندر جلوتر می رود.

از پردازنده‌های گرافیکی می‌توان برای انجام بسیاری از کارهای دیگر (مانند ویرایش ویدیو و رمزگذاری) موثرتر از CPU استفاده کرد. با این حال، پردازنده‌های گرافیکی خالی از اشکال نیستند.

در ادامه برخی از موتورهای رندر GPU و نمونه هایی از کارهایی که می توانند انجام دهند آورده شده است.

Octane Renderer

Redshift Engine

ProRender Engine

در بعضی از موتر رندرها محاسبات بصورت هیبریدی یعنی از هر دو پردازنده cpu و gpu به طور همزمان استفاده کرده و فرآیند رندر را انجام میدهد. که میتوان به موتور رندر های زیر اشاره کرد:

• V-Ray (Some Versions)
• V-Ray NEXT
• TheaRender
• Blender (Cycles)

فهرست سازگاری سخت افزار موتور رندر

در فهرست زیر میتوانید موتور رندر خود را مشخص کرده و سخت افزار متناسب با آن را نسبت به هزینه ای که میتوانید بایت سخت افزار در نظر دارید را به صورت هدفمند و بهینه صرف خرید یک لپ تاپ یا سیستم کامپیوتری کنید.

 

برای مشاهده و خرید لپ تاپ گیمینگ استوک به صفحه فروشگاه مراجعه کنید.

موتورهای رندر آفلاین در مقابل موتورهای زمان واقعی

تفاوت عمده بین موتور رندر به اصطلاح “آفلاین” و موتور رندر “زمان واقعی”، زمان در دسترس شما برای اتمام یک فریم است.

• موتورهای زمان واقعی قرار است یک تجربه / نتیجه فریم روان را در زمان واقعی نشان دهند، بنابراین یک فریم باید در کمتر از 20 میلی ثانیه برای فریم 50 فریم در ثانیه تمام شود. اکثر موتورهای بازی، موتورهای رندر زمان واقعی هستند.
• موتورهای آفلاین می‌توانند از ویژگی‌های بسیار پیچیده‌تری مانند روشنایی جهانی یا جابه‌جایی‌های میکرو استفاده کنند که معمولاً یک فریم را بسیار طولانی‌تر از ۲۰ میلی‌ثانیه، معمولاً دقیقه یا ساعت، می‌سازد. بدیهی است که با چنین رندرتایم‌هایی، نمی‌توانید یک نتیجه هم‌زمان در زمان واقعی داشته باشید.

برخی از موتورهای رندر GPU مانند Redshift یا Octane سعی می‌کنند هر دوی این دنیاها را با استفاده از پالایش تدریجی نتیجه رندر شده ترکیب کنند. با چنین موتورهایی، اگرچه آنها در طبیعت موتورهای آفلاین هستند، در حالت پیش نمایش viewport (یا اغلب به آن حالت رندر پیش نمایش تعاملی می گویند) شما احساس یک موتور Real-Time را دارید.

این با نشان دادن یک پیش‌نمایش بسیار خشن بسیار سریع و اصلاح تدریجی آن در طول زمان به دست می‌آید. رندر یک تصویر نهایی و بدون دانه همچنان بیشتر از یک موتور واقعی واقعی طول می کشد، اما مطمئناً، شما مجموعه کامل ویژگی های یک موتور آفلاین را دریافت می کنید.

نسخه های موتور رندر

اکنون، اگرچه ما تعداد زیادی موتور ذکر شده در بالا داریم، ما فقط جدیدترین نسخه آن ها را در نظر می گیریم. اگر مجوز نسخه قدیمی‌تری از یکی از موتورها را دارید، ممکن است برخی از سخت‌افزارهایی که در اینجا به‌عنوان سبز علامت‌گذاری شده‌اند، پشتیبانی نشوند.

ساده ترین راه برای فهمیدن اینکه سازگاری نسخه موتور قدیمی شما چگونه به نظر می رسد این است که به تنظیمات رندر بروید و چیزی شبیه به این پیدا کنید:

البته توضیحات و رابط کاربری گرافیکی ممکن است متفاوت باشد، اما شما باید ایده ای داشته باشید که به چه چیزی توجه کنید.

CUDA و OpenCL هر دو معماری محاسباتی هستند که روی کارت‌های گرافیکی، Cuda روی پردازنده‌های گرافیکی Nvidia و OpenCL روی پردازنده‌های گرافیکی AMD اجرا می‌شوند.

هر دو همچنین می توانند روی CPU اجرا شوند اما معمولاً در اینجا بسیار کندتر هستند.

ملاحظات سخت افزاری

ما می خواهیم از اطلاعات بالا برای ساختن یک کامپیوتر رندر سه بعدی جدید و تخصصی استفاده کنیم یا رایانه موجود خود را ارتقا دهیم.

پس از جدول سازگاری Render Engine، باید تصویر واضح تری از اینکه چه نوع اجزایی را می توان برای رندر استفاده کرد، داشته باشید. این امر بسیار آن را محدود می کند، اما از آنجایی که تنوع و ترکیب های مختلف GPU و CPU در دسترس است، اجازه دهید نگاهی سریع و عمیق تر داشته باشیم:

رندر GPU

اگر موتور رندر انتخابی شما از رندرینگ GPU پشتیبانی می کند، بدیهی است که برای سرعت بخشیدن به زمان های رندر خود به یک یا چند پردازنده گرافیکی قوی نیاز دارید.

برای مشاهده لیستی از رتبه بندی GPU های مختلف از نظر عملکرد رندر، به بنچمارک Octanebench در اینجا یا لیست بنچمارک Redshift در اینجا نگاهی بیندازید.

با افزودن پردازنده‌های گرافیکی بیشتر به رایانه شخصی می‌توان رندر GPU را تقریباً به صورت خطی تسریع کرد.

اگرچه، از آنجایی که نمی‌توانید فقط چند GPU را به انواع رایانه‌های شخصی بزنید، راهنمای ما در مورد یافتن بهترین سخت‌افزار برای رندر GPU را بخوانید، که باید شما را آماده کند.

به طور کلی، خرید پردازنده‌های گرافیکی انویدیا در حال حاضر انتخاب مطمئن‌تری است، زیرا آنها توسط موتورهای رندر بسیار بیشتری نسبت به پیشنهادات AMD پشتیبانی می‌شوند. البته، اگر می‌دانید که فقط در AMD ProRender رندر خواهید کرد، دریافت چند پردازنده گرافیکی AMD گزینه خوبی خواهد بود.

سازگاری با پردازنده گرافیکی

اگر یک Render Engine بگوید که از GPU Rendering پشتیبانی می کند، متأسفانه به این معنی نیست که از همه نوع GPU های موجود پشتیبانی می کند. خود پردازنده‌های گرافیکی باید از معماری محاسباتی پشتیبانی کنند و دارای واحدهای محاسباتی یا «هسته‌های CUDA» باشند.

مشخصات Cuda Cores در Nvidia RTX 2080 Ti – منبع تصویر: Gigabyte

در رندرینگ GPU در دو نسل گذشته پردازنده‌های گرافیکی Nvidia RTX و GTX مشکلی نخواهید داشت، اما هرچه قدیمی‌تر شوند، احتمال اینکه برخی از ویژگی‌ها کار نکنند یا GPU به طور کامل پشتیبانی نشود، بیشتر می‌شود.

همین امر در مورد موتورهای رندر پردازنده گرافیکی AMD نیز صدق می کند. ProRender و سایر موتورهای دارای OpenCL روی پردازنده‌های گرافیکی نسل فعلی اجرا می‌شوند، اما ممکن است در نسل‌های با بودجه بسیار کم یا قدیمی‌تر کار نکنند.

اگر قصد دارید یک GPU مقرون به صرفه (<200 دلار) یا یک GPU قدیمی تر از نسل فعلی یا آخرین نسل داشته باشید، حتماً به مستندات و وب سایت Render Engine مراجعه کنید تا ببینید آیا کار می کند یا خیر.

رندر CPU

خوشبختانه، هنگام خرید یک CPU برای رندر، تقریباً هیچ اشتباهی نمی توانید انجام دهید.

هر رندر موتوری که از رندر CPU پشتیبانی می کند، تقریباً در همه موارد، از هر نوع CPU که امروز می توانید بخرید پشتیبانی می کند.

البته، شما باید مطمئن شوید که CPU نه تنها سازگار است، بلکه در واقع تا حد ممکن عملکرد خوبی دارد. برای این کار، به رتبه‌بندی CPU ما بروید که در یک نگاه به شما نشان می‌دهد که چه نوع پردازنده‌هایی برای رندرینگ بهترین هستند.

نکته اصلی این است که شما به یک CPU با هسته های بیشتری نیاز دارید که همچنین تا حد ممکن کلاک داشته باشد. ما CPU های Threadripper AMD را به شدت توصیه می کنیم، زیرا آنها در حال حاضر از نظر عملکرد و ارزش بی همتا هستند.

هنگام انتخاب یک CPU، یکی از سوالات اصلی که باید به آن پاسخ دهید این است که آیا از این رایانه شخصی فقط برای رندرینگ استفاده می کنید یا برای کار فعالانه روی آن. کار فعال به CPUهای با کلاک بالا برای تجربه ای روان و سریع نیاز دارد.

از آنجایی که CPUهای با تعداد هسته بالا اغلب کمتر از CPUهای با تعداد هسته کم هستند، گاهی اوقات باید عملکرد کاری فعال را با عملکرد رندر عوض کنید یا برعکس. پیدا کردن تعادل مناسب بین این دو جایی است که جالب می شود.

رندر هیبریدی (GPU+CPU).

از آنجایی که CPU ها واحدهای پردازش چند منظوره هستند، در ظرفیت کاهش یافته، می توانند کد رندر GPU را نیز اجرا کنند. پردازنده‌ها نمی‌توانند به سرعت یک GPU تخصصی این کار را انجام دهند، اما با این وجود می‌توانند به فرآیند رندر کمک کنند.

منبع تصویر: Chaos

اگر موتور رندر انتخابی شما از رندر هیبریدی پشتیبانی می‌کند، آنچه که در بخش‌های رندر جداگانه GPU و CPU بحث کردیم، اعمال می‌شود.

شما به یک CPU با تعداد زیادی هسته و یک یا چند پردازنده گرافیکی قوی نیاز دارید.

 

موتورهای رندر زمان واقعی

موتورهای رندر زمان واقعی بسیار شبیه به موتورهای بازی هستند. هر دو موتور از ویژگی‌های رندر استفاده می‌کنند که محاسبه آن آسان‌تر است و زمان بسیار کمتری می‌گیرد.

منبع تصویر: Warcraft 3 Reforged نشانگر FPS را نشان می دهد

هدف یک موتور Real-Time ارائه یک تجربه بلادرنگ با نرخ فریم صاف است. 50 فریم در ثانیه یا بالاتر را می توان تجربه ای روان در نظر گرفت و بنابراین زمان فریم کمتر از 20 میلی ثانیه را هدف قرار می دهد.

موتورهای Real-Time معمولاً سازگاری GPU بسیار گسترده‌تری نسبت به موتورهای رندر GPU آفلاین دارند، زیرا آنها فقط به سازگاری OpenGL یا DirectX نیاز دارند، اما لزوماً به هیچ هسته CUDA یا واحد محاسباتی / عملکرد پردازشگر جریانی و سخت‌افزار نیاز ندارند.

این بدان معنا نیست که می‌توانید با استفاده از یک موتور رندر زمان واقعی، از یک GPU کم‌تر استفاده کنید. دلیل آن ساده است: اگرچه کیفیت فریم و پیچیدگی فرآیند رندر پایین‌تر است، GPU باید بتواند 50 یا بیشتر از این فریم‌ها را در هر ثانیه رندر کند.

پردازنده‌های گرافیکی با هدف گیمرها (Nvidia GTX…, RTX… – AMD Radeon RX…) معمولاً بهتر از پردازنده‌های گرافیکی حرفه‌ای (Nvidia Quadro یا AMD Radeon Pro) عمل می‌کنند، به خصوص وقتی به عملکرد به ازای هر دلار نگاه می‌کنیم.

البته، Real-Time Engines همیشه نمی تواند نرخ فریم صافی داشته باشد. اگر صحنه شما خیلی پیچیده است، وضوح بسیار بالا یا ویژگی‌های رندرینگی که فعال کرده‌اید برای زمان‌های کمتر از 20 میلی‌ثانیه برای محاسبه زمان زیادی طول می‌کشد، اکثر موتورهای Real-Time می‌توانند مانند موتورهای آفلاین عمل کنند و فریم‌ها را یک به یک رندر کنند.

سپس می توان آن را در یک فیلم ویرایش کرد یا برای ترکیب و ویرایش به عنوان دنباله تصویر استفاده کرد.