Ray Tracing (dò tia) là kỹ thuật tạo ra một hình ảnh bằng cách dò đường đi của ánh sáng thông qua các điểm ảnh trên một mặt phẳng ảnh và mô phỏng hiệu ứng của nó khi tương tác với các vật ảo xung quanh. Ray có nghĩa là tia sáng, còn Tracing có nghĩa là dò theo, đuổi theo. Nói cách khác, Ray Tracing theo dõi các ánh sáng được hấp thụ, phản chiếu, tán xạ và phân tán bởi từng đối tượng trong môi trường, và nó không chỉ áp dụng với một luồng sáng từ mặt trời mà với mọi nguồn sáng khác nhau.
Với mỗi nguồn sáng khác nhau trong game như mặt trời, đèn điện, tia lửa, ngày đêm, góc khuất,... Card đồ họa sẽ nhận biết chúng và tạo ra các hiệu ứng phản chiếu phức tạp khác nhau lên các đối tượng, vật thể xung quanh. Đây cũng là công nghệ tự động, dùng chính phần cứng (card màn hình rời) để xử lý. Ví dụ nếu có 2 cái bóng đèn trong 1 căn phòng, 1 ánh lửa bập bùng của lò sưởi, thì hình ảnh được dựng nên tùy vào mỗi vị trí mà có màu sắc - ánh sáng khác nhau.
Ray Tracing là gì?
Trong thế giới thực, các nguồn sáng như đèn trong phòng ngủ tạo ra các photon xung quanh phòng cho đến khi chúng chạm vào mắt người dùng. Ray Tracing thực hiện quá trình này theo cách ngược lại, lần theo các tia sáng riêng lẻ từ các cảnh và theo dõi cách mà từng tia giao nhau với các vật thể khác nhau, tạo bóng và phản xạ và quay trở lại nguồn sáng.
Ray Tracing hoạt động bằng cách dò một đường từ một con mắt tưởng tượng qua mỗi điểm ảnh trong một màn hình ảo, tính toán màu sắc của các đối tượng thông qua đó. Thuật toán sẽ ước lượng ánh sáng tới tại giao điểm khảo sát, xem xét tính chất vật liệu của đối tượng, và tổng hợp thông tin để tính toán màu sắc cuối cùng (chuẩn) của điểm ảnh tương ứng.
Ray Tracing hoạt động như thế nào?
Mời bạn tham khảo một số mẫu laptop gaming có tại Thế Giới Di Động:
Thông thường, hình ảnh phản chiếu trên các bức tường, gương, vũng nước, cửa sổ trong game là các hình đồ họa 2D được vẽ sẵn, tạo ra ảo giác về phản chiếu chứ không thật sự thay đổi theo môi trường bên ngoài.
Khi Ray Tracing Reflection được áp dụng, hệ thống sẽ dò theo tia sáng phát ra từ nguồn sáng đánh lên các bề mặt vật liệu mà qua đó được tính toán để các nhân CUDA tạo ra các hình ảnh phản chiếu theo thời gian thực, nhờ đó mà hình ảnh phản chiếu trên các bề mặt vật liệu hay vũng nước đều là hình ảnh chuyển động khớp với môi trường bên ngoài chứ không đơn thuần là các hình ảnh 2D được dán lên trên bề mặt.
Ray tracing – reflection
Một hình vẽ 2D màu tối bán trong suốt được dựng và xuất hiện trên bề mặt cần đổ bóng song song với chuyển động của các vật thể trong khung cảnh. Tuy nhiên, với những khu vực có quá nhiều nguồn sáng hay ánh sáng động dạng lập lòe như trên các bó đuốc thì cái bóng lại bị trơ, đem lại cảm giác thiếu chân thực cho người chơi.
Khi Ray traced shadows được áp dụng, các nhân RT Cores (trên card đồ họa NVIDA) hoặc Ray Accelerators (trên card đồ họa AMD) sẽ dò tất cả các nguồn sáng có mặt trong màn chơi để xác định độ che khuất của vật thể so với nguồn sáng để tạo ra phần bóng tối của vật thể với độ trong trẻo, màu sắc và hướng tương tác gần như tuân thủ theo các định luật vật lý, tạo ra các hiệu ứng đổ bóng một cách tự nhiên nhất, hơn là các cảnh ban ngày chỉ cố định nguồn sáng từ phía mặt trời.
Đổ bóng (Ray traced shadows)
Một trong các vấn đề mà các phương pháp dựng hình truyền thống không thể diễn tả được là khả năng chiếu sáng gián tiếp (Indirect Illumination), hay mở rộng ra trên toàn bộ khung cảnh để trở thành khả năng chiếu sáng tổng thể (Global Illumination).
Với Ray Traced Dlobal Illumination, tính năng này thể hiện khả năng phản xạ ánh sáng của bề mặt vật liệu ra môi trường xung quanh và tạo nên một tổng thể môi trường vô cùng phức tạp. Nó đòi hỏi một lượng phần cứng khổng lồ để xử lý một lượng lớn các tia sáng hoạt động hỗn loạn vừa phản xạ, vừa tán xạ trên khắp các bề mặt trong màn chơi.
Chiếu sáng tổng thể (Ray traced global illumination)
Có thể hiểu đơn giản, đây là thuật toán dựng hình mà trong đó, các vật thể được tính toán phơi sáng và che tối riêng biệt tạo nên độ nổi khối cho vật thể.
Với Ray Tracing, các pixel được đổ bóng dựa theo tính toán luồng ánh sáng từ các nhân xử lý, đem đến cảm giác nổi khối thật hơn, các khu vực đổ bóng tự nhiên hơn khi phô diễn với các luồng sáng động.
đổ bóng môi trường (ray traced ambient occlusion)
Với cách làm truyền thống các hiệu ứng ánh sáng được tạo nên đôi khi trông rất gượng gạo, thiếu sống động, các hiệu ứng chớp lửa chỉ có thể sáng tại chỗ mà không thể phát ra ánh sáng đi ra môi trường xung quanh.
Ray Traced Emissive Lighting giúp giả lập các luồng sáng nhỏ với các cường độ ánh sáng khác nhau và các tác động của nó với môi trường xung quanh. Ánh sáng này sẽ tương tác được với môi trường xung quanh và từ đó tạo nên những hiệu ứng chân thực, ấn tượng.
Hình ảnh được tạo nên từ các điểm sáng nhỏ
Ray tracing được tạo ra để tăng cường hiệu ứng chiếu sáng cho vật thể trong game dựa trên việc mô phỏng cách ánh sáng phản chiếu và khúc xạ trong thế giới thực. Nhờ đó khi nhìn mọi thứ trong game sẽ tạo ra cảm giác chân thực hơn.
Các lợi ích mang lại của Ray Tracing như:
Không có Ray Tracing
Có Ray Tracing
Mời bạn tham khảo một số mẫu laptop gaming 40 series có tại Thế Giới Di Động:
Các thiết bi điện thoại và máy tính đều có thể được trang bị Ray Tracing nhằm giúp hình ảnh hiển thị chân thực hơn. Tuy nhiên, do điện thoại có cấu trúc phần cứng nhỏ gọn hơn và GPU (Card đồ họa) yếu hơn so với PC, khả năng xử lý Ray Tracing trên điện thoại bị giới hạn về độ phức tạp và hiệu suất.
Đối với máy tính, laptop có card đồ họa rời tác riêng với CPU và có bộ lõi phần cứng NVIDIA RT Cores NVIDIA hay AMD Ray Accelerators mang lại khả năng xử lý đồ họa vượt trội. Các hiệu ứng hình ảnh phức tạp trong game, khi bật Ray Tracing sẽ được xử lý mượt mà và chân thực hơn. Chưa kể, do này có kích thước lớn, không gian rộng giúp nên sẽ tản nhiệt tốt hơn, đảm bảo hoạt động ổn định không bị giật lag khi chạy Ray Tracing liên tục.
Trong khi đó với các thiết bị điện thoại, vi xử lý là các chip SoC tích hợp tất cả phần cứng của thiết bị vào một chip nhỏ (CPU, GPU, WiFi, Bluetooth,..) phải xử lý rất nhiều tác vụ nên phần nào hiệu quả sẽ không được như trên PC, chưa kể khi bật sẽ rất ngốn pin nếu dùng trong thời gian dài.
Dẫu vậy, một số nhà sản xuất hiện nay đã cố nắng tối ưu phần cứng, hệ thống tản nhiệt, pin, màn hình,... như Apple, Samsung, giúp người dùng có thể chiến game AAA mượt mà trên điện thoại một cách mượt mà như trên PC hay game Console.
Tham khảo tất cả các game có Ray Tracing trên trang web của Nvidia
Một số tựa game nổi tiếng khác có thể áp dụng Ray Tracing
Các tựa game hỗ trợ Ray Tracing
Công nghệ Ray Tracing đang được trang bị trên các dòng card đồ họa của Nvidia như GeForce RTX 2000 Series, GeForce RTX 30 Series, Quadro RTX, GeForce RTX 40 Series. Bên cạnh đó, các dòng card đồ họa GeForce GTX 1000 series cũng được hỗ trợ driver Ray Tracing. Cụ thể là các phiên bản GTX 1060/1070/1070 Ti/1080/1080 Ti/1660/1660 Ti, Titan X (2016), Titan XP (2017).
Card đồ họa hỗ trợ Ray Tracing
Trong từng tựa game sẽ có cách bật Ray Tracing khác nhau, trong phạm vi bài viết này thì mình sẽ giới thiệu cách bật Ray Tracing ở 1 số tựa game như Fortnite và Call of Duty: Black Ops Cold War.
Fortnite
Call of Duty: Black Ops Cold War
Xem thêm:
Trên đây là các thông tin liên quan đến Ray Tracing, một bước tiến mới cho đồ hoạ game, tối ưu hoá trải nghiệm cho những game thủ. Hy vọng sẽ giúp ích cho các bạn.
↑
ĐĂNG NHẬP
Hãy đăng nhập để Chia sẻ bài viết, bình luận, theo dõi các hồ sơ cá nhân và sử dụng dịch vụ nâng cao khác trên trang Game App của
Thế Giới Di Động
Tất cả thông tin người dùng được bảo mật theo quy định của pháp luật Việt Nam. Khi bạn đăng nhập, bạn đồng ý với Các điều khoản sử dụng và Thoả thuận về cung cấp và sử dụng Mạng Xã Hội.