مستقبل الألعاب: ثورة المعالجات الرسومية لأجهزة الألعاب بداية من Dreamcast ووصولاً إلى Xbox Series X

تأتي أجهزة الجيل الجديد PS5 و Xbox Series X بقوة 10.28 و 12.15 تيرافلوب على التوالي، مما يعني مستوى غير مسبوق في منصات الألعاب المنزلية وقفزة ضخمة مقارنة بأجهزة الجيل الحالي PS4 و Xbox One، وبما أن الجيل التاسع المنتظر إطلاقه بنهاية العام يعتبر الجيل الرابع على التوالي الذي يقدم ألعاب مصممة من الألف للياء للبيئات ثلاثية الأبعاد، وبالنظر لقوة الأجهزة ووحدات المعالجة المركزية والرسومية، من المتوقع أن تقدم تلك المنصات طفرة تقنية شاسعة.

بالطبع تظل كافة الإحتمالات مفتوحة مع الأجهزة الجديدة، وهو ما يجعلنا نتسائل، ما نوع البيئات التي سنراها في ألعاب الجيل التاسع؟، وما نوع تقنيات العرض التي يستخدمونها، وكيف يتم وضع التوقعات وهل تم تحقيقها بالفعل في الأجيال السابقة أم لم يحدث ذلك؟، هذا ما نتعرف عليه في مقالنا من خلال سرد تاريخ المعالجات الرسومية لأشهر منصات الألعاب في السنوات السابقة.

من الجيل الخامس إلى السادس: أول انتقال للبيئات ثلاثية الأبعاد

حتى الآن، كانت أكبر قفزة شهدتها الصناعة في القدرات والأداء هي تلك الخاصة بأجهزة الجيل الخامس والجيل السادس، وبغض النظر عن الإخفاقات التجارية التي شهدتها بعض الأجهزة مثل Atari Jagua و 3DO، فإن Sega Saturn و PlayStation 1 و Nintendo 64 تعتبر أولى الأجهزة التي تم تطويرها حول فكرة الرسوم ثلاثية الأبعاد.

بغض النظر عن شريحة جهاز Super FX الإضافية من نيتنتدو والفشل الذريع لجهاز Atari Jaguar ومن بعده 3DO، يعتبر Sega Saturn هو الجهاز الأول بين الثلاثة الذي تم طرحه بالأسواق في عام 1994، والأضعف من حيث القدرات، والمنصة الأولى التي يتم إيقاف تصنيعها قبل ظهور PlayStation 1 من سوني في العام التالي، ومن بعده Nintendo 64 في عام 1996.

كانت هذه هي أجهزة الألعاب الأولى التي تدعم بيئات ثلاثية الأبعاد بالكامل مع المضلعات المظللة والمركبة، مفهوم الرسوم والبيئات الثلاثية الأبعاد قبل تلك الأجهزة كان ينحصر في تجارب غير مكتملة مثل استخدم Star Fox على SNES تظليلًا مسطحًا، حيث كان كل مضلع على الشاشة مظللًا بلون واحد فقط، من ناحية أخرى تميزت ألعاب مثل Doom وAlien Versus Predator على جهاز Atari Jaguar ببيئات مميزة وإضاءة مبتكرة، لكنها اعتمدت على الرسوم ثنائية الأبعاد لنماذج الشخصيات، ما يعني أنها لم تكن ألعاب 3D بالكامل.

قدمت أجهزة PlayStation 1 و Nintendo 64 و Sega Saturn عوالم ثلاثية الأبعاد مكتملة الأركان، مع أصول بيئية وشخصيات ثلاثية الأبعاد، حتى أن تلك التقنية ساعدت فيما بعد في ابتكار نوع جديد تماما من ألعاب الفيديو ما يعرف حاليا بألعاب البلاتفورمر ثلاثية الأبعاد والتي بدأت مع Super Mario 64 و Crash Bandicoot.

مقارنة بالأجهزة الحديثة، تعتبر تلك المنصات السابق ذكرها بدائية بشكل لا يصدق، ويكفي أن تعلم أن N64 والذي يعد الجهاز الأقوى على الإطلاق في الجيل الخامس عمل بقوة 100 ميجافلوب فقط من أداء حوسبه Xbox Series X المقدر بـ12.15 تيرافلوب، ما يعني أن جهاز مايكروسوفت المرتقب أقوى بـ100 ألف مرة على الرغم من أن العاب الجيل الخامس كانت ثلاثية الأبعاد بالكامل، ولكنها افتقدت في ذلك الوقت تقديم رسوم متحركة ونماذج للشخصيات أو البيئات التي تقترب حتى من التصميمات الواقعية.

قفزة للمستقبل مع Dreamcast و PlayStation 2 و Xbox

من المؤكد أن جميع منصات الأجيال السابقة ستبدو بدائية مقارنة بالجيل الجديد، حتى الجيل السادس الذي أعتبر ثورة تقنية وقتها، يكفي أن تعلم أن جهاز Xbox Series X قادر على معالجة البيانات بنحو 500 مرة أسرع من Xbox الذي عمل بقوة 20 جيجافلوب، وهو الأداء الذي كان ثوري وقتها وكافي لتقديم أول ألعاب حديثة يمكن تمييزها، حيث تطورت معظم أساليب اللعب وظهرت أنواع مختلفة وجديدة مع الجيل السادس، على سبيل المثال تعتبر Shenmue الصادرة في 1999 على جهاز Dreamcast بقوة 1.4 جيجافلوب أول لعبة عالم مفتوح ثلاثية الأبعاد بالمفهوم الحديث، ما يعني أن كل إصدارات Grand Theft Auto مرور بعوالم Ubisoft المفتوحة التي لا تنتهي ووصولا إلى No Man’s Sky مدين لعنوان المطور Yu Suzuki بما وصل إليه من تقدم تقني مثير في الوقت الراهن، حيث تم تفصيل نماذج الشخصيات والرسوم المتحركة بشكل كافٍ يمكن اللاعبين فعلاً من الارتباط والتأثر بالمشاعر التي يتم عرضها في المشاهد السينمائية، كما كان العالم نفسه هائلاً بشكل غير مسبوق لا يقتصر فقط على المناظر العامة وإنما يشمل ضواحي اليابان وأزقتها.

الألعاب الأخرى في هذا الجيل مثل Metal Gear Solid 3 على PS2 و Halo على Xbox، تعتبر قوالب لأجيال من الألعاب الجديدة، ورغم أنها لا تصمد كل تلك الفترة على المستوى البصري مع مرور ما يقارب 20 عام، إلا أنها قدمت عناصر أساسية في أسلوب اللعب مستمرة معنا حتى وقتنا هذا مثل المهام المعتمدة على جمع العناصر أو التحدث مع شخصيات محددة كما هو الحال في ألعاب الأر بي جي.

بفضل الأجهزة الجديدة التي أصبحت جزءا من صناعة الألعاب، كالهواتف الذكية على سبيل المثال، حصلنا على نسخ محسنة للعديد من ألعاب الجيل السادس في الفترة الماضية والتي تبدو مقبولة للتجربة بعد مرور كل تلك الفترة، ولذلك فالمثير للإهتمام حقا أن أضعف أجهزة الجيل السادس PS2 بقوة 6.2 جيجافلوب كان واحد من أنجح الأجهزة وأكثرها استمرار في تحقيق المبيعات حتى 2010، وهو الأمر الذي استفادت منه استوديوهات مثل Kojima Products من خلال العلاقات الوثيقة مع Sony لتحقيق أقصى استفادة من قدرات المنصة، حيث قدمت Metal Gear Solid 3 إضاءة ديناميكية مذهلة تعتبر من أفضل التقنيات التي ظهرت في صناعة الألعاب حتى وقتنا هذا.

شركة Rockstar على وجه الخصوص، استفادت من هذا الأمر من خلال جلب معظم ألعابها الكلاسيكية من الجيل السادس للهواتف الذكية، باستثناء سلسلة Manhunt المثيرة للجدل، حيث ستجد عناوين مثل Max Payne و Grand Theft Auto و Bully توفر شعور بالرضا عند تجربتها على iPhone 11 Pro Max كما فعلوا على PlayStation 2 قبل عقد أو أكثر من الزمان، أما على المستوى التقني، فقد رأينا أول استخدام هنا لتقنية Ragdoll physics (بديل للرسوم المتحركة التقليدية في ألعاب الفيديو وأفلام الأنمي)، بالإضافة إلى التظليل في الوقت الفعلي، والإضاءة الديناميكية، والعديد من السمات التقنية الأخرى المميزة للألعاب الحديثة.

جهاز GameCube من نيتندو بقوة 9.4 جيجافلوب كان المحاولة الأخيرة من الشركة الرائدة في ذلك الوقت لتقديم أفضل أداء تقني، حيث مكن المعالج الرسومي للجهاز Flipper المطورين من تقديم كلاسيكيات مثل Resident Evil 4، بينما عانت نسخة PS2 من دقة عرض منخفضة وتأثيرات مفقودة تُظهر مدى ما كان ممكنًا على أجهزة Nintendo في تلك الحقبة.

جهاز Xbox وفر قوة 20 جيجافلوب من الحوسبة مما جعله أسرع بثلاث مرات من PS2 حيث يعتبر المنصة الأخيرة المشاركة في سباق الجيل السادس، ومع ذلك، فإن وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات عالية الأداء المشتقة من الكمبيوتر الشخصي مكّنت جهاز مايكروسوفت من تجاوز التوقعات، بين عامي 2004-2006 ظهر عدد من العناوين الانتقالية مثل Doom 3 و Half Life 2 والتي شقت طريقها في النهاية إلى أجهزة الجيل السابع، ولكنها ظهرت لأول مرة على جهاز Xbox الأصلي وعملت حينها بدقة عرض 480p.

PlayStation 3 و Xbox 360 وبداية إنهيار قانون مور

هناك سبب يجعل Xbox Series X يقدم زيادة في الأداء بمقدار 10x فقط مقارنة بجهاز Xbox 360، وليس القفزات المجنونة التي شوهدت في الأجيال السابقة، السبب هو تباطأ المعدل الأسي في كثافة الترانزستور وانهياره تمامًا في الوقت الحاضر، كما يعرف باسم قانون مور، في حين أن القفزة التي قامت بها أجهزة الجيل السابع لا تزال تحول ضخم، إلا أن كل ما حدث بعد تلك الحقبة كان تطورًا وليس ثورة.

قدم كل من Xbox 360 و PlayStation 3 أداء مشابهًا، حيث جاء جهاز مايكروسوفت بقوة 240 جيجافلوب، في حين قدم PS3 أداء بقوة 230.4 جيجافلوب، رغم ذلك قدم كل جهاز أداء مميز بطريقة مختلفة، كانت وحدة معالجة الرسومات RSX الخاصة بـPlayStation 3 ضعيفة نسبيًا، بدلاً من ذلك، قام المطورون بإلغاء تحميل الرسومات للعمل في وحدات SPU على خلية المعالج الخاص بها، كان الاستخدام الكامل للخلية أمرًا بالغ الأهمية لنجاح PS3،وهذا شيء تمكن استديو Naughty Dog من تنفيذه بنجاح مع The Last of Us، على الجانب الآخر قدم Xbox 360 أداء أكثر ثبات من خلال معالج مركزي ثلاثي النواة ووحدة معالجة الرسومات Xenos من تصميم ATi.

من حيث طريقة اللعب، كان هناك بعض الأشياء التي مكنت القفزة إلى الجيل السابع والتي لم تكن ممكنة من قبل، حيث سمحت قوة وحدة المعالجة المركزية المتزايدة بمحاكاة الشخصيات التي يتحكم فيها الذكاء الإصطناعي NPC على نطاق واسع، مما أتاح لألعاب مثل Assassin’s Creed و Dead Rising ظهور مئات الشخصيات على الشاشة في وقت واحد لأول مرة، من المنظور التقني، أصبحت ميزات مثل Ragdoll physics والإضاءة في الوقت الفعلي، والتي كانت من أبرز مزايا ألعاب Halo على الجيل السادس أصبحت إعدادات رئيسية في كل عنوان تقريبا.

سمحت زيادة حجم وحدة التخزين للمطورين بتقديم عوالم أكثر تفصيلا وواسعة النطاق، Just Cause 2 على سبيل المثال، قدمت خريطة تبلغ مساحتها عدة مئات من الكيلومترات المربعة، كما أتاح التقدم في التكنولوجيا الرسومية للمطورين زيادة تركيزهم على التجارب السردية داخل اللعبة من خلال نماذج شخصيات أكثر دقة، نسيج جلدي عالي الدقة ورسوم متحركة محسّنة، في واقع الأمر، اعتمدت بعض السلاسل مثل The Walking Dead و The Last of Us على هذه التطورات لدفع التجارب التي تتمحور حول القصة، رغم ذلك، يوجد شعور عام بأن التقدم التقني يتباطأ مقارنة بالأجيال السابقة.

كان Nintendo Wii و Wii U أحدث إصدارات نينتندو في هذا الإطار الزمني، يعد Wii من الناحية الزمنية منصة ألعاب من الجيل الثامن، ويعد Wii U من الناحية الفنية أول جهاز ألعاب من الجيل الثامن، ومع ذلك، من حيث القدرات والإمكانيات، كان كلاهما جيلًا كاملاً وراء المنافس سواء سوني أو مايكروسوفت، والسبب أن المعالج الرسومي في Wii كان في الاساس هو نفسه معالج Gamecube مع تردد أعلى، ونفس الوضع بخصوص المعالج المركزي والذي يعد أيضًا متغير معزز للوحدة التي تم استخدامها في GameCube، وبالتالي فإن Wii قدم قوة 12 جيجافلوب من الحوسبة، أي حوالي 5 بالمائة مما تقدمه منصات الجيل السابع “الحقيقية”، ومع ذلك هذا يعني أن Wii لديه إمكانيات أكثر من GameCube دفعت بعض العناوين مثل The Conduit و Red Steel المنصة إلى أقصى الحدود وقدمت مستوى رسومي لم يكن بعيدا جدًا عن ألعاب الجيل السابع المبكرة رغم أنها كانت تعمل بدقة 480 بكسل.

وصل Wii U إلى نهاية الجيل السابع في عام 2012، قبل عام بالضبط من إصدار PS4، في هذه المرحلة كان Xbox 360 يبلغ من العمر سبع سنوات، وجاء جهاز Wii U بقوة 352 جيجافلوب من الحوسبة، مما يجعله أسرع اسميًا من كل من PS3 و Xbox 360، كما أنه يتميز بذاكرة وصول عشوائي (RAM) بسعة 2 جيجابايت، مع مساحة تخزين بمقدار 1 جيجابايت للألعاب، ما يعني ذاكرة ضعف Xbox 360 و4 أضعاف PS3، وعلى الرغم من أن قدرات المعالج الرسومي كانت أفضل بشكل ملحوظ، إلا أن وحدة المعالجة المركزية الخاصة بـWii U كانت في الواقع أبطأ بكثير من وحدات تحكم الجيل السابع، هذا يعني أنه في كثير من الحالات يتم تشغيل ألعاب Wii U بدقة أعلى (تصل إلى 720 بكسل) ، بينما تؤدي غالبًا أداء أسوأ من PS3 و Xbox 360 بسبب اختناق وحدة المعالجة المركزية وهو ما أثر بالسلب على الأداء.

الجيل الثامن والتاسع.. أخيرا التقدم يتحقق؟

صدر الجيل الثامن عندما وصل الابتكار في ألعاب الفيديو إلى الحضيض، قامت كل من Sony و Microsoft بتخفيض أسعار أجهزتهما حيث قدم كل من PS4 و Xbox One أقل قفزات حتى الآن من حيث القدرات الفنية، ومن الجدير بالذكر أن عددًا من الكلاسيكيات المبكرة من الجيل الثامن، مثل Alien Isolation و Grand Theft Auto 5، كانت تعمل بشكل جيد على أجهزة الجيل السابع، رغم أنها قدمت مستوى رسومي أفضل في النسخ المحسنة، من منظور تقني، كانت المشكلة ذات شقين، من ناحية، كانت الزيادة في الدقة الأساسية إلى 1080 بكسل تعني أن الزيادة في إمكانيات المعالج الرسومي بمقدار 5 أضعاف لم يتم احتسابها بنفس القدر، من ناحية أخرى، كانت قدرات وحدة المعالجة المركزية محدودة بشكل لا يصدق على أجهزة الجيل الثامن، كانت وحدة المعالجة المركزية لجهاز PS3 في الواقع أسرع في إعدادات معينة مقارنة بالمعالج المركزي Jaguar في PS4.

تفاقمت هذه المشاكل على جهاز Xbox One الأصلي الذي قدم 1.310 تيرافلوب من الحوسبة، هذا الجهاز لم يكن يمتلك طاقة كافية لإخراج مرئيات بدقة 1080 بكسل بمعدل إطارات مقبول، بين عامي 2013 و 2014 اختار عدد من مطوري ألعاب AAA الإستقرار على دقة عرض 900 بكسل على Xbox One ، بينما حصل مالكو PS4 على دقة 1080 بكسل أصلية، قدم PS4 أداء بقوة 1.843 تيرافلوب من الحوسبة ووحدة معالجة رسومية أفضل، وهو ما دفع مايكروسوفت لإصدار جهاز Xbox One S المحسن قليلا بقوة 1.4 تيرافلوب، تلك الزيادة بمقدار 100 جيجافلوب قدمت معدل إطارات ديناميكي وجعلت الجهاز أقرب إلى دقة عرض Native 1080p مقارنة بجهاز Xbox One الأصلي.

ومع ذلك، فإن الأداء الضعيف لوحدة المعالجة المركزية على كلا الجهازين، تسبب في أن محاولات الجيل التالي المبتكرة من اللعب غالبًا ما فشلت فشلاً ذريعًا وتعد Assassin’s Creed Unity خير مثال على ذلك، نتج عن ذلك عامًا بعد عام من الركود، ثم بعد فترة بدت عناوين الجيل الثامن أفضل من ألعاب الجيل السابع وتم تشغيلها بدقة أعلى ومعدلات إطارات محسّنة مقارنة بما حدث في أول الجيل، ولكن هذا لم يمنع العديد من الألعاب من الإعتماد على نفس أنظمة اللعب التي نراها منذ سنوات.

في هذه المرحلة المنخفضة من الإبتكار والإبداع، بدلت Nintendo الأمور بإطلاق Switch بحلول عام 2017، حينها وصلت الهواتف الذكية إلى النقطة التي أصبحت فيها تمتلك معالجات أسرع مثل Tegra X1 من Nvidia و A11 من Apple تقدم أداء وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات بما يتجاوز أداء أجهزة الجيل السابع، باستهلاك أقل من 5 واط، استفادت Nintendo من إصدار شبه مخصص من معالج Tegra X1 في Switch، حيث قدمت أداء 1 تيرافلوب من الحوسبة في وضع الثبات، وهي نسبة ليست بعيدة جدًا عن Xbox One، ومع ذلك، فإن وحدة المعالجة المركزية A57 في Switch تعيقه إلى حد ما، على الرغم من ذلك تمكن الجهاز من تقديم إصدار مقبول من عناوين الجيل الثامن AAA وإصدارات محسّنة من ألعاب الجيل السابع.

في الواقع لم تتمكن الأجهزة المحسنة Xbox One X و PS4 Pro من التغلب على تلك المشاكل، فقط عملت على تمكين العناوين الحالية لتبدو بشكل أفضل على شاشات 4K، في حين قدم Xbox One X أداء أفضل بقوة 6 تيرافلوب، حيث تم تشغيل العديد من الألعاب بدقة 4K الأصلية ودقة عرض ديناميكية و1080p في بعض العناوين الأخرى، أما جهاز PS4 Pro فقدم أداء بقوة 4.2 تيرافلوب، وتم مضاعفة القدرات الرسومية لجهاز PS4 الأصلي، ولكنها لم تشفع لتشغيل العديد من الألعاب بدقة 4K الأصلية، عوضا عن ذلك عملت تلك الألعاب بدقة 1440p واستخدمت تقنيات إعادة بناء الإطار لتقديم أداء مقارب لدقة 4K.

توفر أجهزة الجيل التاسع ضعف قوة المعالجة الرسومية للجيل الحالي وأكثر من 4 أضعاف المعالج المركزي لنفس الأجهزة، رغم ذلك مازال هناك تقدم ملحوظ حتى وأن كان تدريجيا، خاصة وأن جهاز Xbox Series X يقدم أداء بقوة 12.15 تيرافلوب، ما يعني 50 ضعف أداء Xbox 360، و32 ضعف الذاكرة، وتخزين أسرع مرتين من حيث الحجم، أما جهاز PS5 فيقدم أداء بقوة 10.28 تيرافلوب وهي قفزة مهولة مقارنة بالجيل السابع، وبما أننا نشاهد نفس نماذج أنظمة اللعب على مدار الخمسة عشر عاما الأخيرة، دعونا نأمل أن يترتب على القدرات المحسنة لأجهزة الجيل التاسع قفزة حقيقية بين الأجيال لم نشهدها منذ سنوات.

تلك كانت أبرز النقاط التي ساعدت في نجاح وفشل العديد من الأجهزة منذ بداية الجيل الخامس ووصولا إلى الجيل الحالي، والآن حان دوركم أعزائنا القراء لإخبارنا بأبزر النقاط التي ستكون عوامل حاسمة في تفوق جهاز على الآخر مع إنطلاق Xbox Series X و PS5 في نهاية هذا العام.