Thành phố, khách sạn, điểm đến21-22 Jul, 2 Khách, 1 đêm
Tìm kiếm
Ngày đến Sun, Jul 21
1
Ngày vềMon, Jul 22
Số phòng, số khách1 phòng, 2 người lớn, 0 trẻ em

Ray Tracing Là Gì? Thuật Ngữ Nổi Bật Nhất Trong Thế Giới Game Được Giải Thích

Bởi: Minprice.com
26/03/20240like

Bạn có thích chơi game không? Bạn có thích ngôn ngữ chuyên ngành không? Rất tốt, vậy thì bạn sẽ thích hiệu ứng occlusion xung quanh, chống răng cưa morphological, đồng bộ dọc linh hoạt và ray tracing thời gian thực.

Tất cả những điều trên đều từng là thuật ngữ khó hiểu nhất định cho một số công nghệ phức tạp đã được hứa hẹn là bước đột phá tiếp theo trong đồ họa game. Ngoại trừ cái cuối cùng, có lẽ thực sự là mang tính cách mạng. Ray tracing đã đạt đến tình trạng từ khóa tại Triển lãm Giải trí Điện tử tuần này. Các thông báo game của Microsoft, Nvidia và AMD tại triển lãm lớn này đã được kèm theo lời hứa rằng các sản phẩm sắp tới của họ sẽ mang công nghệ kỳ diệu này đến nhà chúng ta.

“Tôi nghĩ nó đang đổi mới cách tiếp cận,” nói AJ Christensen, một lập trình viên hình ảnh tại Trung tâm Siêu tính Năng cao Quốc gia. “Có rất nhiều điều mà chúng tôi đã chờ đợi để có thể thực hiện. Trí tưởng tượng vượt xa trước công nghệ, và tôi nghĩ rất nhiều người đang háo hức và đợi chờ điều đó.”

undefined

Vậy làm thế nào làm cho ray tracing có thể - à, thay đổi trò chơi một cách tiềm năng như vậy? Hãy phân tích nó.

Ray tracing là gì?

Đơn giản là nói, ray tracing là một kỹ thuật làm cho ánh sáng trong trò chơi video hoạt động giống như nó làm trong thực tế. Nó hoạt động bằng cách mô phỏng các tia sáng thực tế, sử dụng một thuật toán để vẽ đường đi mà một tia sáng sẽ đi trong thế giới vật lý. Sử dụng kỹ thuật này, nhà thiết kế game có thể làm cho các tia sáng ảo trông như là nảy ra khỏi các đối tượng, tạo ra bóng đổ thực tế và tạo ra những phản xạ sống động.

Được tưởng tượng lần đầu vào năm 1969, công nghệ ray tracing đã được sử dụng nhiều năm để mô phỏng ánh sáng và bóng đổ thực tế trong ngành công nghiệp điện ảnh. Nhưng ngay cả ngày nay, công nghệ này đòi hỏi sức mạnh xử lý đáng kể.

“Một trò chơi cần chạy 60 khung hình mỗi giây, hoặc 120 khung hình mỗi giây, vì vậy nó cần tính toán mỗi khung trong 16 mili giây,” nói Tony Tamasi, phó chủ tịch tiếp thị kỹ thuật tại nhà phát triển card đồ họa Nvidia. “Trong khi một khung hình phim điện ảnh điển hình được tiền rend, và họ có thể mất tám hoặc mười hai hoặc hai mươi bốn giờ để rend một khung hình duy nhất.”

Sự phấn khích mới về ray tracing đến ngay khi phần cứng chơi game tại nhà đang sắp có khả năng xử lý hiệu ứng ánh sáng trong thời gian thực. Các chip đồ họa sẽ đi vào thế hệ tiếp theo của máy tính cá nhân chơi game và các hệ máy chơi game sẽ có khả năng tạo ra cảnh ray-traced ngay lập tức. Khi điều đó xảy ra, nó có thể dẫn đến một biến động đáng kể về mặt hình ảnh trong trò chơi.

Nó khác biệt như thế nào so với những gì chúng ta đã thấy trước đây?

Nếu bạn nhìn vào cách ánh sáng hoạt động trong trò chơi video ngày nay, có vẻ như tất cả các yếu tố đều có mặt: ánh sáng phản chiếu, bóng đổ, sáng, hiệu ứng lens flare. Nhưng tất cả đều chỉ là một sự mưu mẹo tinh tế. Những chương trình viên có thể tiền rend hiệu ứng ánh sáng (thậm chí có một số ray tracing), nhưng chúng được nấu chín vào cảnh—về cơ bản chỉ là các hoạt ảnh đóng gói mà luôn chạy theo cách nhất định. Những hiệu ứng này có thể trông khá thuyết phục, nhưng chúng không động.

“Vấn đề ở đó là nó hoàn toàn tĩnh,” Tamasi nói. “Trừ khi bạn rend trong thời gian thực, ánh sáng sẽ chỉ là sai lầm.”

Nếu người chơi thay đổi môi trường bằng cách, ví dụ, phá một lỗ qua tường, ánh sáng trong cảnh sẽ không thay đổi để chảy qua lỗ đó trừ khi những nhà phát triển đã dự định cụ thể cho khả năng đó. Với ray tracing thời gian thực, ánh sáng sẽ điều chỉnh tự động.

Ray tracing hoạt động như thế nào?

Trong thực tế, ánh sáng đến với bạn. Những sóng gồm vô số hạt photon nhỏ bắn ra từ nguồn sáng, nảy qua và xuyên qua nhiều bề mặt khác nhau, sau đó đập thẳng vào đôi mắt bạn. Não của bạn sau đó giải thích tất cả những tia sáng khác nhau này như một bức tranh hoàn chỉnh.

Ray tracing hoạt động gần như giống như vậy, ngoại trừ mọi thứ nói chung di chuyển theo hướng ngược lại. Bên trong phần mềm, ánh sáng được ray tracing bắt đầu từ người xem (từ ống kính máy ảnh, về cơ bản) và di chuyển ra ngoài, vẽ một đường đi nảy qua nhiều đối tượng, đôi khi thậm chí mang theo màu sắc và tính chất phản xạ của chúng, cho đến khi phần mềm xác định nguồn sáng (hoặc các nguồn sáng) phù hợp sẽ ảnh hưởng đến tia cụ thể đó. Kỹ thuật mô phỏng tầm nhìn ngược này hiệu quả hơn nhiều đối với máy tính so với việc theo dõi các tia từ nguồn sáng. Sau cùng, chỉ có những con đường ánh sáng cần được rend là những con đường nằm trong tầm nhìn của người dùng. Việc hiển thị những gì ở phía trước bạn tốn ít sức mạnh tính toán hơn so với việc rend các tia phát ra từ tất cả các nguồn sáng trong một cảnh.

Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là nó dễ dàng. “Hàng nghìn tỷ photon nhập vào mắt bạn mỗi giây,” AJ Christensen của NCSA nói. “Đó nhiều hơn nhiều so với số lượng tính toán mà máy tính có thể thực hiện mỗi giây... vì vậy có rất nhiều tối ưu hóa và hiệu quả và hacking cần phải xảy ra để thậm chí bắt đầu làm cho mọi thứ trông có vẻ hợp lý.”

Thay vì cố gắng ánh xạ từng tia sáng một, giải pháp cho các nhà phát triển tại Nvidia là chỉ truy vết một số lượng nhất định của những tia quang trọng nhất, sau đó sử dụng các thuật toán học máy để điền vào những khoảng trống và làm mọi thứ mềm mại hơn. Đó là quá trình gọi là “denoising”.

“Thay vì bắn hàng trăm hoặc hàng nghìn tia mỗi pixel, chúng tôi thực sự chỉ bắn một vài hoặc có thể là vài chục,” nói Tamasi. “Do đó, chúng tôi sử dụng các lớp denoisers khác nhau để lắp ráp hình ảnh cuối cùng.”

Nó đang đến khi nào?

Ray tracing thời gian thực đã có—một cách nào đó. Nếu bạn có một PC có thể xử lý được, bạn có thể trải nghiệm trong một số trò chơi hiện tại như Battlefield V, Metro Exodus, và Shadow of the Tomb Raider, cũng như trong những tựa game sắp tới như Cyberpunk 2077Wolfenstein: Youngblood.

Nvidia giới thiệu khả năng ray tracing vào năm ngoái, với việc phát hành dòng card đồ họa RTX của mình. Do đó, máy tính của bạn cần một trong số đó để có thể tận dụng đúng công nghệ này. Các console hiện tại, như Xbox One và Playstation 4, không có phần cứng để thực hiện điều này.

Đối với những người không sẵn lòng hoặc không thể chi trả từ $350 đến $1,500 cho một card đồ họa, ray tracing cũng sẽ được hỗ trợ bởi thế hệ game console tiếp theo, cụ thể là Playstation 5 và đứa con của Microsoft có tên mã lạ mắt, Project Scarlett.

Tiềm năng có thể làm hứng thú, nhưng sẽ còn một vài năm nữa trước khi công nghệ trở thành tiêu chuẩn. Ray tracing thời gian thực vẫn đang trong giai đoạn tuổi dậy thì và đã chứng minh là hơi khó tính. Và khi phần cứng cải thiện, các nhà phát triển và thiết kế cũng sẽ phải theo kịp.

“Đó là một công cụ mới trong hộp công cụ,” nói Tamasi. “Chúng ta phải học cách sử dụng công cụ mới đó đúng cách. Sẽ có một loạt kỹ thuật mới mà mọi người phát triển.”


Những điều tuyệt vời khác từ MINPRICE
  • Jigsaw đã mua một chiến dịch troll Nga như một thí nghiệm
  • Bạn có thể sống mãi mãi với mẹo thời gian khoa học viễn tưởng này
  • Một chuyến đi nhanh qua những đồi núi trong một chiếc Porsche 911 hybrid
  • Tìm kiếm sự chân thật đã mất của San Francisco
  • Hành trình để tạo ra một bot có thể ngửi mù như một con chó
  • 💻 Nâng cấp trò chơi làm việc của bạn với những chiếc laptop, bàn phím, giải pháp gõ phím và tai nghe chống ồn yêu thích của đội ngũ Gear của chúng tôi
  • 📩 Muốn thêm nhiều hơn? Đăng ký nhận bản tin hàng ngày của chúng tôi và không bao giờ bỏ lỡ những câu chuyện tuyệt vời nhất của chúng tôi