المعالجة المسبقة

في مجال رسومات الحاسوب، تُعرف المعالجة المسبقة أو المعالجة غير المتصلة بالإنترنت بأنها تقنية لمعالجة الصور قبل عرضها لاحقًا، غالبًا على نظام حاسوبي آخر. وهي تختلف عن المعالجة في الوقت الفعلي ، حيث تُعالج الصور وتُعرض ضمن إطار زمني محدد، عادةً بسرعة كافية لخلق وهم الحركة. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

بما أن عملية العرض تتطلب موارد حاسوبية أكبر من تشغيل الصور المعروضة مسبقًا، يُمكن استخدام العرض المسبق عندما يكون العرض الفوري غير ممكن حسابيًا. يُمكن استخدام أنظمة حاسوبية أكثر قوة، أو وقت عرض أطول، لعرض الصور أو مقاطع الفيديو لتشغيلها على أنظمة حاسوبية أقل قوة، أو عندما تكون قيود الوقت أكثر إلحاحًا. ونتيجة لذلك، يُستخدم العرض المسبق في رسومات الحاسوب التفاعلية، مثل ألعاب الفيديو وبرامج الرسوم المتحركة ثلاثية الأبعاد.

تكمن ميزة المعالجة المسبقة في القدرة على استخدام نماذج رسومية أكثر تعقيدًا وتتطلب موارد حاسوبية أكبر من تلك التي يمكن معالجتها في الوقت الفعلي، وذلك بفضل إمكانية استخدام عدة حواسيب لفترات طويلة لمعالجة النتائج النهائية. على سبيل المثال، يمكن إجراء مقارنة بين لعبتي إطلاق النار على مسار محدد، وهما Maximum Force (التي استخدمت مستويات ثلاثية الأبعاد مُعالجة مسبقًا ولكن برسومات ثنائية الأبعاد للأعداء) و Virtua Cop (التي استخدمت مضلعات ثلاثية الأبعاد)؛ إذ بدت Maximum Force أكثر واقعية نظرًا لقيود محرك Virtua Cop ثلاثي الأبعاد، إلا أن Virtua Cop تتميز بعمق حقيقي (قادرة على تصوير الأعداء من مسافات قريبة وبعيدة، بالإضافة إلى ضربات محددة للجسم وضربات متعددة) مقارنةً بحدود رسومات الأعداء ثنائية الأبعاد في Maximum Force . ^{[ 3 ]}

من عيوب المعالجة المسبقة، في مجال رسومات ألعاب الفيديو ، انخفاض مستوى التفاعل مع اللاعب، إن وُجد أصلاً. ومن سلبيات هذه التقنية أيضاً عدم إمكانية إجراء أي تعديلات أثناء اللعب. فاللعبة ذات الخلفيات المعالجة مسبقاً مُجبرة على استخدام زوايا كاميرا ثابتة، كما أن الفيديو المعالج مسبقاً لا يعكس عادةً أي تغييرات قد تطرأ على شخصيات اللعبة أثناء اللعب (كالجروح أو الملابس المُخصصة) دون وجود نسخة بديلة من الفيديو. وهذا غير عملي في الغالب نظراً للمساحة التخزينية الكبيرة المطلوبة لحفظ الأصول عالية الجودة. مع ذلك، في بعض التطبيقات المتقدمة، كما في لعبة فاينل فانتسي 8 ، تم دمج الأصول في الوقت الفعلي مع الفيديو المعالج مسبقاً، مما أتاح خلفيات ديناميكية وزوايا كاميرا متغيرة. مشكلة أخرى هي صعوبة تغيير حالة الإضاءة بشكل واقعي في الألعاب ذات الإضاءة المعالجة مسبقاً.

مع استمرار تقدم التكنولوجيا في منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تمكنت رسومات ألعاب الفيديو من تحقيق الواقعية الفوتوغرافية التي كانت تقتصر سابقًا على المعالجة المسبقة، كما يتضح من نمو تقنية الماشينيما .

تُستخدم الرسومات المُجهزة مسبقًا بشكل أساسي في المشاهد السينمائية في ألعاب الفيديو الحديثة. يعود استخدام رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد المُجهزة مسبقًا لتسلسلات الفيديو إلى لعبتين من ألعاب الفيديو الليزرية التي طُرحت في أواخر عام 1983: Interstellar ، ^{[ 4 ] [ 5 ]} التي قدمتها شركة Funai في معرض AM في سبتمبر، ^{[ 6 ]} و Star Rider ، ^{[ 7 ]} التي قدمتها شركة Williams Electronics في معرض AMOA في أكتوبر. ^{[ 8 ]}

استخدمت النسخة المُحسّنة من لعبة Ys I: Ancient Ys Vanished ، المُعاد تصميمها لجهاز X68000 والتي صدرت عام 1991، رسومات ثلاثية الأبعاد مُسبقة العرض لشخصيات الزعماء ، إلا أن هذا أدى إلى ما يُعتبر "تناقضًا غريبًا" مع رسومات اللعبة ثنائية الأبعاد في الغالب . ^{[ 9 ]} وكانت لعبة The 7th Guest من أوائل الألعاب التي استخدمت الرسومات مُسبقة العرض على نطاق واسع إلى جانب مقاطع الفيديو المتحركة . صدرت اللعبة عام 1993 كإحدى أوائل ألعاب الكمبيوتر الشخصي التي صدرت حصريًا على أقراص CD-ROM ، وحققت شعبية هائلة، على الرغم من تباين آراء النقاد. تضمنت اللعبة مقاطع فيديو مُسبقة العرض بدقة 640 ×320 بمعدل 15 إطارًا في الثانية ، وهو إنجاز كان يُعتقد سابقًا أنه مستحيل على أجهزة الكمبيوتر الشخصية. بعد ذلك بوقت قصير، ساهم إصدار لعبة Myst عام 1993 في زيادة شعبية استخدام الرسومات مُسبقة العرض وأقراص CD-ROM. أصبحت معظم الرسومات المُعالجة مسبقًا في لعبة Myst أساسًا لإعادة إنتاجها realMyst: Interactive 3D Edition برسوماتها ثلاثية الأبعاد التفاعلية في الوقت الفعلي. ويُقال غالبًا أن لعبة Myst IV: Revelation ، التي صدرت عام 2004، تُعدّ الأكثر تطورًا من الناحية الرسومية في استخدام الرسومات المُعالجة مسبقًا بالكامل في الألعاب.

كانت لعبة Donkey Kong Country ، التي صدرت على جهاز SNES في عام 1994، واحدة من أوائل ألعاب الكونسول المهمة التي تتميز برسومات مُسبقة العرض .

انتشر استخدام الخلفيات والأفلام المُصممة مسبقًا بفضل سلسلتي Resident Evil و Final Fantasy على جهاز PlayStation الأصلي ، حيث تستخدمانها بكثافة لتقديم عرض مرئي يفوق بكثير ما يُمكن للجهاز تقديمه بتقنية ثلاثية الأبعاد في الوقت الفعلي. تتضمن هذه الألعاب عناصر تفاعلية في الوقت الفعلي (شخصيات، عناصر، إلخ) بالإضافة إلى الخلفيات المُصممة مسبقًا لتوفير التفاعل . غالبًا ما تُخصص الألعاب التي تستخدم الخلفيات المُصممة مسبقًا طاقة معالجة إضافية للعناصر التفاعلية المتبقية، مما ينتج عنه مستوى تفاصيل أعلى من المعتاد على المنصة المُضيفة. في بعض الحالات، لا تزال الجودة البصرية للعناصر التفاعلية أقل بكثير من جودة الخلفيات المُصممة مسبقًا.

في أواخر التسعينيات وأوائل الألفية الجديدة، عندما كانت معظم محركات ألعاب ثلاثية الأبعاد تعتمد على خرائط إضاءة ورسم خرائط نسيجية مُحسوبة مسبقًا، كان المطورون يلجؤون غالبًا إلى الرسومات المُعالجة مسبقًا والتي تتميز بمستوى أعلى بكثير من الواقعية. إلا أن هذا الأسلوب فقد شعبيته منذ منتصف الألفية الجديدة، حيث أتاحت التطورات في رسومات أجهزة الكمبيوتر الشخصية ووحدات ألعاب الفيديو استخدام محرك اللعبة نفسه لعرض هذه المشاهد السينمائية. على سبيل المثال، سمح محرك id Tech 4 المستخدم في لعبة Doom 3 برسم خرائط النتوءات والإضاءة الديناميكية لكل بكسل ، والتي كانت حكرًا على مقاطع الفيديو المُعالجة مسبقًا.

استخدمت ألعاب مثل Warcraft III: Reign of Chaos كلا النوعين من المشاهد السينمائية؛ مشاهد مُعدة مسبقًا لبداية ونهاية الحملة، ومحرك اللعبة لعرض ملخصات المستويات وحوار الشخصيات أثناء المهمة.

تستخدم بعض الألعاب أيضًا خلفيات السماء المرسومة مسبقًا بتقنية 16 بت ، مثل Half-Life (فقط في إصدار GoldSrc )، وRe-Volt ، وQuake II ، وغيرها.

أفلام الرسوم المتحركة الحاسوبية مثل Toy Story و Shrek و Final Fantasy: The Spirits Within يتم عرضها مسبقًا بالكامل.

من بين أساليب المعالجة المسبقة الشائعة والمتزايدة الانتشار، توليد مجموعات نسيجية لألعاب ثلاثية الأبعاد، والتي تُستخدم غالبًا مع خوارزميات معقدة تعمل في الوقت الفعلي لمحاكاة مستويات عالية للغاية من التفاصيل. أثناء تطوير لعبة Doom 3 ، استخدمت شركة id Software نماذج مُعالجة مسبقًا كأساس لتوليد خرائط الإضاءة العادية واللامعة والمنتشرة التي تحاكي تفاصيل النموذج الأصلي في الوقت الفعلي.

تُعدّ تقنية الإضاءة المُسبقة العرض تقنيةً آخذةً في التراجع. ويمكن استخدام خوارزميات تتبع الأشعة التي تتطلب معالجةً مكثفةً أثناء إنتاج اللعبة لإنشاء نسيجات ضوئية، والتي تُطبّق ببساطة فوق النسيجات المرسومة يدويًا.

• العرض (الرسومات الحاسوبية)
• لعبة فيديو كاملة الحركة
• طلاء غير لامع