Ray Tracing Là Gì? Cách Thức Hoạt Động Và Ứng Dụng Trong Game

Sự tiến bộ trong lĩnh vực công nghệ không chỉ mang lại những cải tiến đáng kể trong trải nghiệm thị giác mà còn biến thiết kế đồ họa trở nên sống động và hấp dẫn hơn bao giờ hết. Công nghệ Ray Tracing của NVIDIA đang là điểm sáng trong cuộc cách mạng này, khi họ đã cho ra mắt dòng card đồ họa mới dựa trên kiến trúc Turing với hiệu suất vượt trội.

Vậy Ray Tracing là gì? Tại sao Ray Tracing lại được coi là công nghệ của tương lai? Ứng dụng của Ray Tracing trong game như thế nào? Hãy cùng ThueGPU.vn khám phá tất cả điều này trong bài viết dưới đây.

Định nghĩa Ray Tracing là gì?

Công nghệ Ray Tracing là gì? Ray Tracing, hay còn gọi là công nghệ dò tia, là một phương pháp giúp máy tính tạo ra hình ảnh bằng cách theo dõi đường đi của ánh sáng qua từng điểm ảnh trên một bề mặt phẳng ảnh, từ đó mô phỏng các hiệu ứng khi ánh sáng tương tác với các vật thể ảo xung quanh.

Ray ở đây mang ý nghĩa của tia sáng, còn Tracing đề cập đến việc dò theo, theo dõi. Ray Tracing chính là việc theo dõi các tia sáng khi chúng được hấp thụ, phản chiếu, tán xạ và phân tán bởi các vật thể trong môi trường, và sau đó tái tạo chúng.

Ray Tracing là gì
Ray Tracing là gì

Trong game, khi áp dụng công nghệ Ray Tracing, phần cứng sẽ nhận biết và tạo ra các hiệu ứng phản chiếu phức tạp tùy thuộc vào nguồn sáng, như mặt trời, đèn điện, tia lửa, hoặc cả những thay đổi về ngày đêm và góc nhìn. Điều này giúp các đối tượng, vật thể trong game phản chiếu ánh sáng một cách tự nhiên và chính xác, tuân thủ các quy luật vật lý, và tạo ra một môi trường sống động và chân thực.

Điểm nổi bật của công nghệ Ray Tracing

Phản chiếu hình ảnh (Ray tracing – Reflection)

Trong các trò chơi thông thường, việc phản chiếu hình ảnh trên gương, bề mặt nước hoặc cửa sổ thường chỉ là các hình ảnh 2D được sẵn có để tạo ra hiệu ứng phản chiếu. Điều này dẫn đến việc hình ảnh phản chiếu không thay đổi khi người chơi thay đổi góc độ.

Ray Tracing Reflection đã xuất hiện để giải quyết vấn đề này bằng cách dò theo tia sáng từ nguồn sáng và phản chiếu chúng lên bề mặt vật liệu theo thời gian thực. Nhờ điều này, hình ảnh phản chiếu qua gương, mặt nước hoặc các bề mặt sáng bóng không còn là các hình ảnh 2D đơn giản nữa.

XEM THÊM:  Khám Phá NVIDIA Titan V - Tất Tần Tật Về Siêu Card Đồ Họa
Ray Tracing Reflection phản chiếu tia sáng lên bề mặt vật liệu theo thời gian thực
Ray Tracing Reflection phản chiếu tia sáng lên bề mặt vật liệu theo thời gian thực

Khả năng đổ bóng (Ray traced shadows)

Trong mô hình truyền thống, các bóng của các đối tượng 2D thường được gắn vào bề mặt cần tạo bóng và di chuyển song song với chuyển động của đối tượng. Ban đầu, điều này có vẻ không gây ra vấn đề gì, nhưng khi đến các khu vực có nhiều nguồn sáng, bóng thường trở nên cứng đơ và lộ rõ sự “giả trân”.

Với Ray Traced Shadows, các bóng của các đối tượng sẽ không còn là các hình ảnh 2D được tạo ra mà sẽ được tạo ra dựa trên các nhân RT Cores dò tất cả các nguồn sáng có trong màn chơi để xác định mức độ che khuất của đối tượng so với nguồn sáng, từ đó tạo ra bóng của đối tượng. Bằng cách này, các bóng tối trở nên tự nhiên hơn, tuân thủ chính xác các nguyên tắc vật lý và có thể thay đổi linh hoạt theo nguồn sáng.

Ray traced shadows giúp các bóng tối trở nên tự nhiên hơn
Ray traced shadows giúp các bóng tối trở nên tự nhiên hơn

Khả năng chiếu sáng tổng thể (Ray Traced Global Illumination)

Thông thường, ánh sáng trong game sẽ được thiết kế sẵn, và mặc dù không gây ra vấn đề nào trong quá trình chơi game, nhưng ánh sáng phản chiếu lên nhân vật được người chơi điều khiển thường không mang lại sự tự nhiên về màu sắc và ánh sáng.

 

Ray Traced Global Illumination cải thiện ánh sáng phản tự nhiên hơn
Ray Traced Global Illumination cải thiện ánh sáng phản tự nhiên hơn

Ray Traced Global Illumination giúp cải thiện việc ánh sáng được phản xạ trên các bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh trở nên tự nhiên hơn. Điều này đòi hỏi một lượng phần cứng lớn để xử lý một lượng lớn các tia sáng hoạt động một cách hỗn loạn, phản xạ và tán xạ lên các bề mặt.

Đổ bóng môi trường (Ray Traced Ambient Occlusion)

Nếu việc đổ bóng cho nhân vật đã khó, thì việc đổ bóng cho môi trường cũng không kém phần phức tạp. Với sự đa dạng của các vật thể cần phải đổ bóng, các nguồn sáng khác nhau và độ sáng đa dạng, Ray Traced Ambient Occlusion giúp đảm bảo rằng mỗi pixel được bóng đổ một cách hoàn hảo, dựa trên tính toán của luồng ánh sáng từ các nhân RT Cores.

Nhờ vào điều này, các bóng của môi trường trở nên tự nhiên, chân thực và chi tiết hơn.

Ray Traced Ambient Occlusion giúp bóng của môi trường trở nên thật và tự nhiên
Ray Traced Ambient Occlusion giúp bóng của môi trường trở nên thật và tự nhiên

Phát xạ ánh sáng (Ray Tracing Emissive Lighting)

Với các công nghệ xây dựng hình ảnh truyền thống, các hiệu ứng ánh sáng thường mang tính giả tạo, đặc biệt là các hiệu ứng khói lửa chỉ có thể chiếu sáng một vùng nhất định mà không thể lan tỏa ánh sáng ra môi trường xung quanh.

Công nghệ RT sẽ giúp mô phỏng các luồng ánh sáng nhỏ với độ sáng đa dạng và tác động của chúng lên môi trường xung quanh. Ánh sáng này sẽ tương tác với môi trường xung quanh và từ đó tạo ra những hiệu ứng tự nhiên, đầy ấn tượng.

XEM THÊM:  Load Balancer Là Gì? Cơ Chế Hoạt Động & Lợi Ích Load Balancer

Cách hoạt động của Ray Tracing là gì?

Trong thực tế, ánh sáng được tạo ra từ các nguồn như đèn trong phòng ngủ lan tỏa các photon xung quanh cho đến khi chúng chạm vào mắt của người dùng. Công nghệ Ray Tracing thực hiện quá trình ngược lại này bằng cách theo dõi từng tia sáng riêng lẻ từ các cảnh và quan sát cách mà từng tia này tương tác với các vật thể khác nhau, tạo ra bóng và phản xạ trước khi quay trở lại nguồn sáng.

Ray Tracing hoạt động bằng cách chúng dò tìm một đường từ con mắt ảo qua các điểm ảnh trên một màn hình ảo và tính toán màu sắc của các đối tượng thông qua quá trình này. Thuật toán ước lượng ánh sáng tới tại điểm giao của các tia sáng, xem xét tính chất vật liệu của đối tượng, và tổng hợp thông tin để tính các màu sắc cuối cùng (chuẩn) của điểm ảnh tương ứng.

Ứng dụng của Ray Tracing trong game

Ứng dụng của công nghệ Ray Tracing là gì? Ray tracing được phát triển để nâng cao hiệu ứng chiếu sáng cho các vật thể trong game bằng cách mô phỏng cách ánh sáng phản chiếu và lệch hướng trong thế giới thực. Kết quả là, khi nhìn vào mọi thứ trong game, người chơi sẽ cảm thấy chân thực hơn.

Các ứng dụng tuyệt vời của Ray Tracing trong game
Các ứng dụng tuyệt vời của Ray Tracing trong game

Ray Tracing mang lại các lợi ích sau:

  • Hình ảnh và hiệu ứng phản chiếu tạo hình ảnh chân thực hơn, đặc biệt là hiệu ứng phản chiếu ánh sáng 3D trên mọi bề mặt phản chiếu.
  • Trải nghiệm người dùng trở nên sống động và thực tế hơn nhờ vào số lượng chi tiết và độ phức tạp cao gấp nhiều lần so với công nghệ trước đây.
  • Giảm chi phí sản xuất game và phim ảnh do phần cứng thực hiện công việc mà trước đây là công việc của con người, từ đó giảm giá thành của phần mềm.
  • Tiết kiệm tài nguyên môi trường từ các bản đồ game, giảm dung lượng lưu trữ và cài đặt.
  •  Tính năng phản chiếu của Ray Tracing có thể giúp người chơi nhìn thấy kẻ thù thông qua các vật dụng phản chiếu như mặt nước, gương, thủy tinh, vv.
  • Người dùng có thể tạo các bản Mod từ game với màu sắc chuyên nghiệp và chân thực.

Các card đồ họa hỗ trợ phần mềm Ray Tracing

Hiện nay, nhiều card đồ họa trên thị trường đã tích hợp tính năng ray tracing thông qua các công nghệ đặc biệt như: NVIDIA RTX (Real-Time Ray Tracing) và AMD Radeon RDNA 2. Sau đây là một vài ví dụ về những card đồ họa thông dụng mà bạn có thể xem xét và mua để trải nghiệm công nghệ ray tracing:

Dòng NVIDIA GeForce RTX Series: Các card đồ họa GeForce RTX thuộc NVIDIA là một lựa chọn tốt hàng đầu cho ray tracing. Bao gồm các mẫu như: RTX 3090, RTX 3080, RTX 3070 và các phiên bản khác, các card này được thiết kế đặc biệt để hỗ trợ ray tracing và có hiệu suất tốt.

XEM THÊM:  Hệ Điều Hành Linux Là Gì? Giải Mã Tất Tần Tật Về HĐH Linux
Một số card đồ họa hỗ trợ phần mềm Ray Tracing
Một số card đồ họa hỗ trợ phần mềm Ray Tracing

Dòng AMD Radeon RX 6000 Series: AMD đã phát triển dòng card đồ họa Radeon RX 6000 Series, bao gồm các model như: RX 6900 XT, RX 6800 XT và RX 6800, với khả năng hỗ trợ ray tracing. Sử dụng kiến trúc RDNA 2, các card đồ họa này cung cấp hiệu suất tốt cho ray tracing.

Dòng NVIDIA GeForce GTX 16 Series: Một số card đồ họa thuộc dòng GTX 16 Series của NVIDIA như: GTX 1660 Ti và GTX 1660 cũng có khả năng ray tracing, tuy nhiên, hiệu suất của chúng có thể không cao như dòng RTX.

Chơi game trên Console: Cả PlayStation 5 và Xbox Series X đều hỗ trợ ray tracing. Tức là một số trò chơi trên các hệ máy này đều có thể sử dụng phần mềm ray tracing để tạo hình ảnh chân thực và đẹp hơn.

Khi bạn đang xem xét mua một card đồ họa hỗ trợ ray tracing, hãy xem xét nhu cầu sử dụng của bạn, ngân sách và các tính năng khác mà card đồ họa có thể cung cấp, bao gồm hiệu suất tổng thể, bộ nhớ và các tính năng đặc biệt khác.

Điểm khác biệt của Ray Tracing trên điện thoại và PC

Sự khác biệt chính giữa việc áp dụng Ray Tracing trên điện thoại và trên PC nằm ở phần cứng hỗ trợ chuyên dụng cho Ray Tracing. Do mục đích sử dụng của hai thiết bị là khác nhau, nên:

  • Đối với PC: GPU được tích hợp Ray Tracing sẽ sở hữu bộ lõi phần cứng mạnh mẽ (NVIDIA RT Cores) và được thiết kế đặc biệt để xử lí các hiệu ứng, hình ảnh 3D trong game.
  • Đối với điện thoại: Ngoài việc có thể giúp tối ưu hóa trải nghiệm khi chơi game, con chip điện thoại còn phải đáp ứng được các yêu cầu về tiết kiệm pin và bảo vệ tuổi thọ của pin. Do đó, các dòng điện thoại hỗ trợ Ray Tracing sẽ sử dụng các nhân RT thay vì bộ lõi phần cứng chuyên dụng cho Ray Tracing để đảm bảo hiệu suất và tiết kiệm pin.

Hướng dẫn cách bật Ray Tracing đơn giản

Cách kích hoạt Ray Tracing trên Fortnite

Bước 1: Đầu tiên, truy cập vào cài đặt.

Bước 2: Di chuyển xuống phần Ray Tracing.

Bước 3: Chuyển sang chế độ Bật và hoàn tất.

Hướng dẫn cách bật tính năng Ray Tracing
Hướng dẫn cách bật tính năng Ray Tracing

Cách bật Ray Tracing trên Call of Duty: Black Ops Cold War

Bước 1: Tương tự như trên Fortnite, trước tiên bạn cần vào cài đặt.

Bước 2: Tiếp theo, chọn mục Đồ họa.

Bước 3: Kéo xuống phần Ray Tracing, chọn Bật để kích hoạt và hoàn tất.

Trên đây là tổng hợp các thông tin về Ray Tracing là gì, cũng như cách thức hoạt động và ứng dụng của Ray Tracing trong game mà ThueGPU.vn  muốn chia sẻ với bạn. Hy vọng bài viết này sẽ hữu ích cho bạn. Đừng quên theo dõi các bài viết khác của chúng tôi để cập nhật thêm nhiều kiến thức hữu ích khác nhé.

Bài viết mới