Ray Tracing là gì? Vì sao đây sẽ là xu hướng của làng game thế giới?

Ray Tracing sẽ khiến video game lột xác trong tương lai.

Nói ngắn gọn thì Ray Tracing là một phương pháp để cải thiện chất lượng chiếu sáng trong môi trường 3D. Phương pháp này sử dụng các tia sáng tuyến tính truyền đi trong môi trường, kết hợp với tính chất của môi trường mà nó truyền qua, phản xạ, khúc xạ hay bị hấp thụ cho đến khi nhưng tia sáng đó chiếu đến góc nhìn của camera. Nhưng tính toán theo thời gian thực của phương pháp này có thể phán ánh chính xác điều kiện ánh sáng trong môi trường thật mà vẫn tuân thủ hầu hết các quy tắt vật lý của ánh sáng. Nhờ điều này mà độ sáng tối của các sự vật trong game đều được xử lý sao cho phù hợp tính chất của vật đó và tính chất của môi trường.

Khi một hòn đá được chiếu sáng, phần phía sau ít được chiếu sáng sẽ trông sẫm và tối hơn so với phần được chiếu sáng mạnh. Ánh sáng khi được khúc xạ qua lớp kính cửa sổ, sẽ làm cho không gian phòng tối trở nên ít tối hơn. Nhờ có có các tính toán thời gian thực mà nhà phát triển có thể tạo ra một môi trường thực tế và năng động. Tuy nhiên, với hàng nghìn tia sáng đến các vật thể và bề mặt khác nhau, dò tia đòi hỏi phải có một bộ xử lý đồ họa tốt để thực hiện các tác vụ kết xuất nặng nề này. Phần cứng của bạn sẽ phải tính toán các quá trình theo thời gian thực và xem xét cường độ và mức độ phức tạp của tia sáng. Điều này quả thực vẫn rất khó với nhiều hệ máy chơi game hiện tại.

Kể từ khi được giới thiệu cho đến nay, dò tia đã tạo nên một làn sóng không gian phần cứng mới và bắt đầu tiến ra thị trường tiêu dùng với dòng card RTX của NVIDIA vào năm ngoái. Xây dựng theo kiến trúc Turing, các dòng card này bao gồm nhiều lõi xử lý chuyên dụng RT để tập trung vào dò tia và hoạt động với GPU chính. Một điểm đặc biệt khác là đòng card này cho phép bạn tự điều chỉnh mức độ dò tia, điều khiến các sản phẩm đời cũ trở nên thất thế với công nghệ mới. Dẫu vậy, dò tia vẫn chưa thể tạo nên được một cú hích vào tốc độ khung hình của các tựa game.

Với các dòng console, cả Xbox Scarlett và PS5 sẽ đều sử dụng các nhân xử lý đồ họa do AMD cung cấp với mục tiêu bổ sung tính năng dò tia tiên tiến nhất. Hiện tại, AMD chưa có một GPU riêng biệt nào trên thị trường sở hữu tính năng này và hãng cũng chỉ úp mở rằng họ đang có kế hoạch dành ra những lõi đổ bóng trên card đồ họa để thực hiện dò tia trong giai đoạn sắp đến. Tất nhiên, các phần cứng trên console sẽ hoàn toàn khác biệt so với trên PC, vì vậy người chơi sẽ phải chờ thêm một khoảng thời gian cho đến khi có thông tin chính xác nhất về cách mà các nền tảng tiếp theo xử lý nó.

Trước đây, khi chưa có công nghệ dò tia, một phương pháp nhanh hơn nhưng “thô” hơn được sử dụng gọi là pixel hóa các luồng sáng và bóng tối trong game. Tuy nhiên, phương pháp này không thể tạo các tia sáng phản xạ liên tục vì không hề có các tính toán theo thời gian thực. Chúng ta có thể xem xét môt ví dụ dưới đây với tựa game Metro Exodus. Khi không có dò tia, các cabin khá sáng nhưng sẽ không đúng với thực tế. Khi có dò tia, các tia xuyên qua cửa sổ sẽ chỉ chiếu sáng một phần không gian của cabin và để lại những vùng tối hơn, giúp người chơi có được cảm nhận sát với thực tế nhất.

Thực ra công nghệ này đã được các nhà làm phim kĩ xảo như Pixar sử dụng từ rất nhiều năm về trước. Tuy nhiên, dò tia của Pixar chỉ dừng ở mức kết xuất hình ảnh cho từng khung hình thông thường chứ không kết xuất khung hình theo thời gian thực. Việc đưa dò tia vào game, dù bắt đầu muộn hơn xong với sức mạnh của phần cứng, tính năng này có thể hoạt động theo thời gian thực tạo các khung cảnh với độ trung thực cao. Với sự hỗ trợ đắc lực của NVIDIA, chúng ta đã có 7 tựa game đầu tiên được hỗ trò dò tia bao gồm cả Call Of Duty: Modern Warfare và Cyberpunk 2077 sắp ra mắt.

Với nhưng phân tích sơ lược trên đây, hy vọng bài viết có thể giúp bạn hiểu được về thuật ngữ này trước khi hai dòng console này chính thức mở bán. Dù mới chỉ bắt đầu, song trước nhưng gì mà người dùng PC được tận hưởng từ tính năng nay, các hãng console sẽ phải rất cố gắng để áp dụng nó nếu như muốn bắt kịp với số đông game thủ máy tính.