البطاقة الرسومية الجزء 1

مدير عام

في هذه
السلسلة سوف نتناول كل التقنيات الرسومية التي تستخدمها الألعاب ، سوف نشرح
طريقة عملها والهدف من استخدامها ، بالاضافة الي تأثير تفعيلها علي أداء
اللعبة وعلي بطاقة الرسوميات نفسها .دقّة العرض Resolution: دقة العرض هي
أول ما يواجه المستخدم وهي أول ما يجذب انتباهه

ذلك لأنها تتحكم مباشرة في كفاءة العرض
علي الشاشة ،تتكون الشاشة من ملايين النقاط الضوئية الصغيرة ، وتسمّي
Pixel ، كل Pixel أو نقطة هي عبارة عن ثلاثة مناطق صغيرة ملوّنة بالأحمر و
الأزرق والأخضر .

صورة
حقيقة لكل نقطة Pixel من نقاط الشاشة ، وكل نقطة هي عبارة عن منطقة خضراء و
حمراء وزرقاء ،عند الرغبة في تلوين النقطة بلون أحضر ، فان تفعيل المنطقة
الخضراء فقط يكفي ، وعند الرغبة بتلوينها بلون أحمر ، فان تفعيل المنقطة
الحمراء يكفي ، وكذا الأمر مع اللون الأزرق ،عند الرغبة في تلوين النقطة
Pixel بلون يختلف عن الألون الثلاثة السابقة ، مثل اللون البنفسجي مثلا ،
يتم تفعيل المناطق الثلاثة بشكل مختلف ، فمثلا يتم تفعيل المنطقة الزرقاء
والحمراء معا ، للحصول علي اللون البنفسجي .

تحتوي كل شاشة علي عدد
محدد من هذه النقاط Pixels ، فالشاشة ذات حجم 17 بوصة ، تحوي حوالي مليون
وثُلث المليون نقطة ، والشاشة ذات حجم 23 بوصة تحوي حوالي مليونين من
النقاط ،مصطلح دقّة العرض Resolution يطلق علي عدد هذه النقاط في أي شاشة ،
فشاشة بحجم 23 بوصة ، تستطيع عرض 2 مليون نفطة في لحظة واحدة ،بدلا من
استخدام عدد النقاط ، يستخدم المهندسون أسلوب عدد النقاط العرضية في الشاشة
X عدد النقاط الطولية ، كأن يقولوا مثلا أن دقة العرض علي الشاشة هي
1920x1080 ، بدلا من 2 مليون نقطة .

صورة
مبسّطة (للتمثيل) بدقة 100 نقطة أي 10X10 ، والصورة تمثّل رجلا يحمل حقيبة
،استخدام دقة عرض كبيرة في تشغيل الألعاب يعني استخدام عدد أكبر من
الألوان ، هذا العدد الكبير يضغط علي ذاكرة بطاقة الرسوميات ، فكل لون واحد
يحتل مساحة 4 بايت من الذاكرة ،العدد الكبير يضغط أيضا علي معالج بطاقة
الرسوميات ، لأن مُهمته هي حساب الألوان التي تعرض علي الشاشة ، وكلما
ازداد عدد الألوان المطلوب حسابها ، زاد العبأ علي المعالج الرسومي .

اذا
كان المستخدم يملك بطاقة رسومية ضعيفة ،(بمعالج رسومي ضعيف وذاكرة صغيرة)
فان تقليل الدقة يُخفف الحمل علي البطاقة ،عند تقليل الدقُة تظهر مُشكلة
جديدة ، وهي أن الدقُة الأقل تعني عدد نقاط Pixels أقلُ ، وبالتالي فهي
تشغل مساحة أقلُ من الشاشة ،اذا كانت الشاشة بحجم 23 بوصة (بدّقة 1920x1080
أو 2 مليون نقطة) ، فان تشغيلها علي دقّة 960x540 يعني أن عدد النقاط
المستخدم هو 1 مليون نقطة فقط من أصل 2 مليون ، وهذا يعني أن نصف الشاشة
تقريبا يصبح شاغرا بدون استخدام .

صورة
بدائية ، بدقة 5X10 ، أي بدقة 50 نقطة Pixel فقط من اصل 100 نقطة ،
والصورة تحتل منتصف الشاشة (السطور الحمراء والبُقع الخضراء) ، بينما تظل
باقي أجزاء الشاشة خالية من الأعلي والأسفل (السطور السوداء).

يستخدم
مصنّعي الشاشات حلّا مباشرا لهذه المشكلة ، فالدقة الأقل تحتوي علي 1
مليون نقطة ، والدقة الأعلي تحتوي علي 2 مليون نقطة ، اي الضعف ، وهنا يتم
توسيع الدقة الأقل مرّتين لتتساوي مع الدقة الأعلي ،عملية التوسيع Stretch
تتم بوضع لون كل نقطة من الدقّة الأقل علي نُقطتين من الدقّة الأعلي ،
فمثلا باستخدام الدقة الأقل قٌمنا بتلوين نقطة واحدة باللون الأحمر ، اذن
بعد توسيع الدقّة مرتين ، يحتلّ هذا اللون الأحمر نقطتين بدلا من نقطة
واحدة ،ثُم يتم تطبيق هذه الطريقة علي بقية الألوان والنقاط ،اذن المليون
نقطة أصبحت تشغل مكان مليونين ، وبهذا نستطيع تشغيل الدقة الأقل ذات
المساحة الأقل في شكل دقة أكبر بمساحة أكبر .

في
بداية عملية التوسيع ، تقوم الشاشة بتقسيم الصورة الي أجزاء ، ثم توزيع
هذه الأجزاء بالتساوي علي كل مساحة الشاشة ، فكل صفّ من صُفوف الصورة يتبعه
الآن صف خالٍ و (النقاط البيضاء هي نقاط خالية تنتظر الملأ) .

قامت الشاشة بملأ كل نقطة بيضاء باللون المجاور لها ، فاذا كان اللون أحمرا امتلأت بالأحمر ، واذا كان أخضرا امتلأت بالأخضر ..الخ .

مثال
آخر : صورة بدائية جديدة بدقة 10X5 (أي 50نقطة من أصل 100)، والسطور
السوداء أعلي و أسفل الصورة هي سطور خالية ، (والصورة تحتوي علي 20 نقطة
حمراء و 30 نقطة صفراء ).

عملية تقسيم وتوزيع الصورة ، كل صف من الصورة ، يتبعه صف خال (والنقاط البيضاء هي نقاط خالية تنتظر الملأ/التلوين) .

تمّ
استغلال النقاط الخالية في مضاعفة كل لون أحمر واصفر في الشاشة ، والشاشة
الآن تحتوي علي 40 نقطة حمراء و 60 نقطة صفراء ،لكن هذه الطريقة غير دقيقة ،
لأن عملية التوسيع نفسها لا تتّسم بالدقة ، ولا تتم طبقا لنظام محدد ، حيث
يتم تلوين أي نقطتين بلون واحد ، وذلك دون الوضع في الاعتبار موقع النقاط
في الشكل الأصلي ،حتي لو تمّت العملية وفق نظام محدد ، فلا شئ يضمن كون هذا
النظام متناسبا مع كل الظروف والاحتمالات ، مما يعني تواجد نسب خطأ تغير
من النتيجة النهائية ، أي تُشوّه من الصورة .

تُصاب الشاشة بالحيرة ، هل تُضاعف النقطة الخضراء في الصف الخالي الأعلي ، أم الأسفل ؟!!

مُقارنة
بين صورتين ، الي اليمين اختارت الشاشة مُضاعفة النقطة في الصف العلوي ،
والي اليسار اختارت مُضاعفة النقطة في الصف السفلي ، لاحظ الفارق بين
الصورتين ، وبالذات في مواقع النقاط الخضراء بالنسبة لبعضها البعض وبالنسبة
للنقاط الزرقاء ،والأسوأ من ذلك أن هذه الطريقة المباشرة لا تصلح في معظم
الأحوال ، فالمستخدمين عادة ما يستخدمون دقّات لا تصلح لعملية التوسيع ،
مثل دقة 1680x1050 مثلا ، والتي تحوي 1.6 مليون نقطة ، أي أن ربُع الشاشة
تقريبا يصبح خاليا .

هنا يجب عمل توسيع لكل نقطة في الدقة الأقل الي
واحد وربع 1.25 نقطة في الدقة الكاملة ، وهذا مستحيل بالطبع لأن النقاط لا
تقبل الكسر الي نصف أو ثلُث أو رُبع ،هنا تضطر الشاشة الي تعويض النقاط
الخالية بألوان وسطيّة ، فاذا قابلت الشاشة نقطة خالية بين نقطة حمراء
وأخري صفراء ، فانها تعوّض النقطة الخالية بلون وسطي بين لون النقطتين ، أي
بين الأحمر والأبيض ، والنتيجة هي لون برتقالي ،هذا اللون الجديد
(البرتقالي) لم يكن من مكونات الصورة الأصلية ، ووجُوده يشوّه من شكل
الصورة علي الفور.

تستخدم الشاشة طريقة اللون الوسطي في محاولة منها
لتقليل الأخطاء الناتجة عن عملية المُضاعفة ، والتي قد تغير من شكل الصورة
تماما ، أمّا طريقة اللون الوسطي فهي تضيف علي الصورة تشوهات و عيوب فقط ،
لكنها تظل محتقظة بملامحها العامة .

صورة بدائية أخري ، دقتها 6X10 ، أي 60 نقطة من أصل 100 ، ونُلاحظ هنا أن ثُلث الشاشة تقريبا خال .

عملية
التقسيم ، يُلاحظ أن العملية لم تتم بالتساوي هذه المرة ، فلا توجد صفوف
خالية بين آخر صفّين من الصورة (الصفّين الأصفرين ) ، وهذا بسبب أن دقّة
الصورة الأصلية غير قابلة للتقسيم بالتساوي .

الصورة النهائية ، ويلاحظ الآتي :
أول
ثلاثة صفوف (زرقاء) خالية من العيوب ،الصف الرابع يوجد به لون جديد ، وهو
الأخضر الفاتح ، ذلك لأن الشاشة صنعته كلون وسطيّ بين الأزرق والأخضر،الصف
الثامن (الثالث من أسفل) يوجد به لون جديد وهو البرتقالي الغامق ، وذلك لأن
الشاشة صنعته كلون وسطيّ بين الأصفر والأخضر ،في النهاية ، ظلّت ملامح
الصورة كما هي ، لكن أصابها بعض التشوّهات .

صورة أخري ، بدقّة 60 نقطة.

عملية تقسيم الصورة لم تتم بالتساوي ، فلا توجد صفوف شاغرة بين آخر صفّين.

نُلاحظ
ظهور لون جديد ، وهو اللون البرتقالي ، وتحديدا فيما بين اللون الأصفر
والأحمر ، وملامح الصورة العامة ظلت كما هي ، لكن اللون الجديد اضفي عليها
تشوّها ،اذن تشوّه الصور يحدث فورا عند استخدام دقة أقل من دقّة الشاشة
الكاملة والتي تسمّي الدقة المحلّية Native Resolution ، والتشوّه يتمثّل
في شكل بهتان ، أو عدم وضوح ، أو تلطّخ للصورة ، وسببه تلك الألوان الوسطية
الغريبة التي يتم اضافتها بالاضافة الي عدم دقّة عملية التوسيع .

ويمكنكم
تجربة هذه الظاهرة في الحال ، عن طريق تكبير أية صورة رقمية في حوزتكم
Zooming ، فالتكبير هي عملية اضافة ألوان جديدة ، أي كأنها تطبيق من
تطبيقات التوسيع ، والذي لا يتّسم بالدقة كما قلنا ، بالاضافة الي ذلك ،
فان الألوان الوسطيّة سرعان ما تجد طريقها الي الصورة أثناء عملية التكبير
وخصوصا في الصور كثيرة الألوان .

أرجو ملاحظة أن كل الصور بالأعلي
هي صورة بسيطة للغاية ، والتشوهات التي بها بسيطة كذلك ، لكن مع زيادة
تعقيد الصور ، ومع زيادة التفاصيل والألوان فيها ، فان التشوهات تصير أكثر
وضوحا ، وتظهر عيوب الصورة أكثر ، لذا يتمكن المستخدمون عادة من تمييز
الألعاب التي تعمل بدقّات منخفضة (عيوب أكثر )عن الألعاب التي تعمل بدقات
عالية (عيوب أقل)

» المذربورد الجزء 1
» المذربورد الجزء 2
» المذربورد الجزء 3
» المذربورد الجزء 4
» المذربورد الجزء 5