پتنت جدید سونی امکان نمایش فریم پیش از رندر کامل را بررسی می‌کند

سونی با ثبت یک پتنت نوآورانه قصد دارد با بهره‌گیری از ایده پیش‌بینی ورودی بازیکن و تولید الگوریتمی فریم‌ها، بزرگ‌ترین چالش فناوری‌های تولید فریم یعنی تاخیر ورودی را حل کند.

طی چند سال گذشته، نوآوری‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری متعددی صنعت بازی‌های ویدیویی را دگرگون کرده‌اند. یکی از بزرگ‌ترین تحولات این حوزه، معرفی فناوری‌های ارتقای مقیاس وضوح تصویر و به طور ویژه فناوری تولید فریم بود. شرکت‌هایی مانند انویدیا با ارائه راهکارهایی نظیرDLSS Super Resolutionمسیر جدیدی پیش پای توسعه‌دهندگان گذاشتند؛ بستری که بعدها به ساخت راهکارهای اختصاصی دیگر، از جملهPSSRدر کنسول‌های پلی‌استیشن منجر شد.

علاوه بر وضوح تصویر، ورود فناوری Frame Generation تجربه بصری بازی‌ها را به سمت نرخ فریم بالاتر سوق داد. با این حال، بالا رفتن بصری نرخ فریم همواره به معنای افزایش روان بودن واقعی کنترل بازی نبوده است، زیرا حس پاسخ‌دهی در گیم‌پلی مستقیماً از نرخ فریم پایه رندرشده توسط پردازنده سرچشمه می‌گیرد. این موضوع، در کنار کاهش اندک وضوح تصویر ناشی از درون‌یابی فریم‌های مصنوعی میان فریم‌های اصلی، از مهم‌ترین چالش‌های فناوری‌های فعلی به شمار می‌رود.

چالش‌های فناوری‌های فعلی تولید فریم

بزرگ‌ترین پیامد منفی روش‌های فعلی تولید فریم، تحمیل تاخیر ورودی به بازیکنان است؛ پدیده‌ای که شرکت‌ها تا کنون تلاش کرده‌اند آن را با ابزارهای جانبی نظیر NVIDIA Reflex تا اندازه‌ای مهار کنند. با این حال، اطلاعات منتشرشده از یکپتنت جدید سونیکه در تاریخ ۱۵ اکتبر ثبت شده و وب‌سایت Patentlyze آن را بررسی کرده است، نشان می‌دهد تیم پلی‌استیشن مسیر متفاوتی را برای برطرف کردن این ضعف اساسی در پیش گرفته است. راهکار پیشنهادی سونی، ساختار رایج فریم‌های درون‌یابی‌شده را کنار می‌گذارد و به جای آن به سراغ مفهوم پیش‌بینی رفتار بازیکن می‌رود.

در فناوری‌های متداول مانند DLSS Frame Generation، یک مدل یادگیری ماشین پس از رندر شدن فریم‌ها وارد عمل می‌شود و با تحلیل فریم رندرشده قبلی و جدیدترین فریم خروجی کارت گرافیک، یک فریم مصنوعی بین آن‌ها قرار می‌دهد. در نقطه مقابل، رویکرد سونی بر پایه تولید الگوریتمی فریم، موسوم به Algorithmic Frame Generation، بنا شده است. در این شیوه، سیستم به جای این‌که منتظر تکمیل محاسبات گرافیکی بماند و سپس فریمی را در میانه جریان تصویر جای دهد، فریم بعدی را بر پایه ورودی‌های احتمالی یا پیش‌بینی‌شده بازیکن تولید می‌کند. این الگو شباهت فنی بسیار نزدیکی به ساختار rollback netcode دارد؛ سازوکاری که سال‌هاست در بازی‌های مبارزه‌ای مدرن از جمله Street Fighter 6 برای به حداقل رساندن تاخیر در مسابقات آنلاین استفاده می‌شود.

الگوریتم‌سازی فریم‌های آینده

بر مبنای جزئیات این اختراع، داده‌های ارسالی از سوی بازیکن نقشی حیاتی در تعیین ظاهر فریم‌های آینده دارند. ورودی کاربر می‌تواند هم‌زمان با شکل‌گیری آخرین تصویر، یعنی در یک بازه زمانی ۱۵ میلی‌ثانیه‌ای، یا حتی اندکی قبل‌تر تا سقف دو ثانیه، دریافت و ثبت شود. برای درک بهتر این عملکرد، می‌توان سناریوی فشردن دکمه پرش در یک بازی را در نظر گرفت؛ به محض ارسال این دستور، توالی پویانمایی پرش کاراکتر قابل پیش‌بینی است.

سیستم طراحی‌شده توسط سونی با تکیه بر یک انکودر، این رابطه میان ورودی‌ها و حرکات بازی را تحلیل می‌کند. سپس یک دیکودر، پیش از رسیدن فریم رندرشده بعدی، فریم پیش‌بینی‌شده را روی نمایشگر نشان می‌دهد. این معماری می‌تواند چندین حالت احتمالی از فریم‌های آینده را به صورت موازی تولید کند و برای پرهیز از بروز خطاهای بصری در صورت تغییر ناگهانی رفتار بازیکن، به یک حالت پشتیبان غیر هوش مصنوعی نیز مجهز شده است.

برتری برجسته این روش نسبت به راهکارهای متکی به شبکه‌های عصبی سنگین، بهره‌گیری از محاسبات مستقیم الگوریتمی، بردارهای حرکتی و فریم‌های واقعی قبلی است که بار پردازشی را کنترل‌پذیرتر می‌سازد. علاوه بر این، در متن رسمی پتنت هیچ اشاره‌ای به لزوم تعبیه سخت‌افزار ناشناخته یا پردازنده‌های مجزا نشده است. این ویژگی نشان می‌دهد فناوری مذکور از نظر تئوری ظرفیت اجرایی روی کنسول‌های گیمینگ کنونی را داراست.

چشم‌انداز گیم‌پلی روان‌تر در وضوح 4K

با وجود افق‌های درخشانی که این سند فنی ترسیم می‌کند، عرضه زودهنگام آن در بازی‌های تجاری بسیار بعید به نظر می‌رسد. به‌نقل ازWccftechپیاده‌سازی موتوری که بدون تاخیر حرکات بعدی را پیش‌بینی کند، پیچیدگی فوق‌العاده بالایی دارد. بروز هرگونه خطا در حدس حرکات، به ویژه در سبک‌های سریع و پرحرکت مانند بازی‌های شوتر اول‌شخص یا اکشن‌های سرعتی، می‌تواند خطاهای بصری آزاردهنده‌ای رقم بزند و به تجربه نهایی آسیب برساند. آزمون و خطای فراوانی که rollback netcode در سال‌های نخست سپری کرد، گواهی بر همین دشواری فنی است.

در نهایت، طرح تازه پلی‌استیشن در کنار سایر تحقیقات بلندپروازانه این برند، نظیر توسعه سیستم‌های مبتنی بر تغییر پویا و آنی هوش مصنوعی دشمنان، نشان‌دهنده اراده جدی سونی برای دگرگونی استانداردهای بصری و فنی است. این پتنت در صورت رسیدن به مرحله تجاری‌سازی پایدار، نه تنها مشکل دیرینه تاخیر را در تولید فریم خنثی می‌کند، بلکه دستیابی به گیم‌پلی فوق‌العاده روان و بدون تاخیر در وضوح 4K را برای جامعه گیمرها محقق خواهد ساخت.

نوشتهپتنت جدید سونی امکان نمایش فریم پیش از رندر کامل را بررسی می‌کنداولین بار درTechnoc. پدیدار شد.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.