Ray Trace là gì?

Gần đây, một bản demo từ Epic, nhà sản xuất công cụ trò chơi Unreal, đã nhướn mày vì hiệu ứng ánh sáng chân thực của nó. Kỹ thuật này là một bước tiến lớn để dò tia. Nhưng điều đó có nghĩa gì?

Ray Trace làm gì

Nói một cách đơn giản, dò tia là phương pháp mà công cụ đồ họa sử dụng để tính toán mức độ các nguồn sáng ảo ảnh hưởng đến các vật phẩm trong môi trường của chúng. Chương trình theo đúng nghĩa đen dấu vết các tia về ánh sáng, sử dụng các tính toán được phát triển bởi các nhà vật lý nghiên cứu cách hành xử của ánh sáng thực.

Các công cụ đồ họa như Unreal hoặc Unity sử dụng phương pháp dò tia để thể hiện các hiệu ứng ánh sáng chân thực - bóng, phản xạ và các phần chẩm - mà không cần phải hiển thị chúng như các đối tượng riêng lẻ của chúng. Mặc dù nó khá chuyên sâu từ quan điểm xử lý, nhưng chỉ sử dụng nó để hiển thị những gì máy ảnh (tức là người chơi) cần nhìn vào bất kỳ thời điểm nào có nghĩa là nó có thể hiệu quả hơn các phương pháp mô phỏng ánh sáng thực tế khác trong môi trường ảo. Các hiệu ứng ánh sáng cụ thể được hiển thị trên một mặt phẳng hai chiều ở góc nhìn của người xem, không phải liên tục trong toàn bộ môi trường.

Tất cả đều đạt được với một số phép toán phức tạp đáng kinh ngạc, cả về mặt xác định cách thức ánh sáng ảo hoạt động và mức độ hiệu ứng của những người xem hoặc người chơi có thể nhìn thấy ở bất kỳ thời điểm nào. Các nhà phát triển có thể sử dụng các phiên bản ít phức tạp hơn của cùng một kỹ thuật để giải thích cho phần cứng ít mạnh hơn hoặc lối chơi mượt mà, nhịp độ nhanh hơn.

Truy tìm tia là một cách tiếp cận chung cho đồ họa hơn là bất kỳ kỹ thuật cụ thể nào, mặc dù nó liên tục được cải tiến và cải tiến. Nó có thể được sử dụng trong đồ họa được kết xuất sẵn, như các hiệu ứng đặc biệt được thấy trong các bộ phim Hollywood hoặc trong các công cụ thời gian thực, như đồ họa bạn thấy ở giữa trò chơi trong trò chơi PC.

Có gì mới trong Truy tìm tia?

Bản demo đã thu được tia theo dõi tin tức gần đây là bản trong video dưới đây, một đoạn ngắn Chiến tranh giữa các vì sao phác họa liên quan đến một số cơn bão với thời gian thực sự xấu. Nó đã được trưng bày tại Hội nghị Nhà phát triển trò chơi tuần trước. Nó được tạo ra bởi Epic Games (nhà sản xuất Unreal Engine phổ biến) hợp tác với NVIDIA và Microsoft để thể hiện các kỹ thuật dò tia mới.

Ngoài ngữ cảnh, nó chỉ là một video ngớ ngẩn. Nhưng điều quan trọng là nó được hiển thị trong thời gian thực, giống như một trò chơi video, không phải trước đó như một bộ phim Pixar. Video bên dưới cho thấy người thuyết trình phóng to camera qua cảnh bằng các điều khiển thời gian thực, điều không thể xảy ra với đồ họa đã được chuẩn bị trước.

Về mặt lý thuyết, nếu PC chơi game của bạn đủ mạnh, nó có thể tạo ra đồ họa như thế trong bất kỳ trò chơi nào bằng cách sử dụng hiệu ứng ánh sáng theo dõi tia mới trong phiên bản sắp tới của bản demo Unreal.

Công nghệ thực sự tỏa sáng (hiểu không?) Bởi vì bản demo cụ thể này bao gồm rất nhiều bề mặt phản chiếu và nhân đôi với hình học không đều. Kiểm tra cách môi trường được phản ánh trong các tấm cong của áo giáp mạ crôm của Captain Phasma. Cũng quan trọng như vậy, hãy chú ý cách nó phản chiếu rõ hơn và khác biệt hơn so với áo giáp trắng của những người lính bão bình thường. Đây là một mức độ ánh sáng thực tế không có sẵn trong các trò chơi ngày nay.

Nó sẽ làm cho trò chơi của tôi trông tuyệt vời?

Vâng, có - trong hoàn cảnh rất cụ thể. Mức dò tia tiên tiến này sẽ giúp các trò chơi video dễ dàng tạo ra các hiệu ứng ánh sáng ấn tượng hơn, nhưng thực tế nó không làm cho cấu trúc đa giác của đồ họa chi tiết hơn. Nó không tăng độ phân giải của kết cấu, hoặc tăng cường tính trôi chảy của hình ảnh động. Nói tóm lại, nó sẽ làm cho ánh sáng trông thật hơn, và đó là về nó.

Bản demo ở trên đặc biệt ấn tượng bởi vì các nhà phát triển đã chọn các nhân vật và môi trường nơi hầu hết mọi bề mặt đều sáng hoặc phản chiếu ánh sáng. Nếu bạn sử dụng cùng một công nghệ để kết xuất, giả sử, nhân vật chính của Phù thủy hàng loạt cưỡi ngựa của anh ấy qua vùng nông thôn, bạn sẽ không thấy bất kỳ bề mặt phản chiếu chủ yếu nào ngoại trừ thanh kiếm của anh ấy và có lẽ là một số nước. Điều quan trọng là, các kỹ thuật dò tia sẽ không làm được gì nhiều để tăng cường kết xuất da, lông ngựa, da quần áo, v.v..

Các tiêu đề xuất phát từ cuộc biểu tình này tuyên bố rằng nó sẽ dẫn đến đồ họa phim bom tấn của Lọ là một chút cường điệu - điều đó có thể đúng nếu bạn chơi một cấp độ trong một hội trường gương, nhưng đó là về nó.

Khi nào tôi sẽ thấy thứ này trong các trò chơi của tôi?

Trình diễn GDC là một ví dụ về kỹ thuật dò tia độc quyền có tên RTX, hiện đang được NVIDIA phát triển. Nó được thiết lập để ra mắt trong loạt card đồ họa GeForce cao cấp tiếp theo, hiện đang được đồn đoán sẽ ra mắt vào cuối năm nay với số lượng model 20XX. Giống như công nghệ đồ họa độc quyền khác, chẳng hạn như PhysX của NVIDIA, có lẽ nó sẽ không có sẵn cho người chơi sử dụng card đồ họa từ các nhà sản xuất khác.

Điều đó đang được nói, RTX cũng đang sử dụng một tính năng mới của hệ thống DirectX API dành riêng cho việc dò tia (được gọi là raytracing của Microsoft). Vì vậy, trong khi các bản demo cụ thể ở trên là sự hợp tác giữa Epic và NVIDIA, không có gì ngăn cản các nhà sản xuất cạnh tranh như AMD và Intel tạo ra các hệ thống tương tự có kết quả tương tự.

Nói một cách đơn giản, bạn sẽ thấy các trò chơi PC cao cấp bắt đầu sử dụng các kỹ thuật này vào cuối năm 2018 và đầu năm 2019. Các game thủ đầu tư vào card đồ họa mới vào khoảng thời gian đó sẽ thấy lợi ích nhất, nhưng nếu bạn đã có một hệ thống chơi game cao cấp, bạn có thể sử dụng một số hiệu ứng này trong các trò chơi tương thích DirectX trên phần cứng hiện tại của bạn.

Do thời gian phát triển dài và các mục tiêu phần cứng tĩnh, người chơi console sẽ không được nhìn thấy những đồ họa tiên tiến này cho đến khi vòng chơi game tiếp theo được phát hành trong vài năm.

Tín dụng hình ảnh: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube