Ray Tracing là gì? Điểm nổi bật và cách bật Ray Tracking

Có thể các bạn đã từng nghe khá nhiều về thuật ngữ Ray Tracing trên các diễn đàn công nghệ, video review game, máy tính hay laptop,... Vậy cụ thể công nghệ Ray Tracing là gì và làm sao để bật Ray Tracing trên card RTX, GTX? Hãy xem qua bài viết dưới đây của mình nhé!

1. Tổng quan về Ray Tracing

1.1. Công nghệ Ray Tracing là gì?

Công nghệ Ray Tracing - Dò tia (Ray: tia sáng - Tracing: Dò theo) là công nghệ theo dõi đường đi của tia sáng từ nguồn sáng cho đến khi khi chạm vào bề mặt vật thể sau đó mô phỏng thực tế tương tác của chúng đến cảnh vật xung quanh thông qua các quy tắc vật lý như phản xạ, khúc xạ, đổ bóng,...

Đặc biệt, Ray Tracing không chỉ áp dụng với một luồng sáng duy nhất từ mặt trời mà còn áp dụng với tất cả mọi nguồn sáng khác nhau. VD: Nhiều bóng đèn trong một căn phòng, ánh lửa của lò sưởi,... Card đồ họa của bạn sẽ nhận biết chúng và mô phỏng ra các hiệu ứng phản chiếu khác nhau lên các vật thể, sự vật xung quanh.

Kỹ thuật này sẽ gây áp lực lên GPU, đòi hỏi phải tính toán, theo dõi lượng lớn các tia sáng và mô phỏng hiệu ứng phù hợp. Tuy nhiên lợi ích của nó sẽ giúp cho những hình ảnh được mô phỏng có độ chân thực cao hơn, đặc biệt là khi xử lý các vật liệu phức tạp như kính, kim loại hoặc nước.

1.2. Nguyên lý hoạt động của Ray Tracing

Ray Tracing hoạt động dựa trên nguyên lý mô phỏng cách ánh sáng thực tế tương tác với các vật thể trong không gian. Quy trình đó sẽ được chia thành các bước như sau:

• Phát tia: Các tia sáng bắt đầu từ nguồn sáng truyền đến không gian

• Giao điểm: Khi tia sáng gặp vật thể, chúng ta xác định điểm giao điểm của tia với vật thể đó.

• Phản ứng: Sau khi vật thể, tia ánh sáng sẽ có thể phản xạ, phân tán hoặc được hấp thụ bởi vật thể đó. Đối với từng loại vật liệu cấu thành vật thể cũng như góc phát của tia sáng sẽ cho ra kết quả hiển thị ánh sáng khác nhau.

• Tiếp tục lan truyền: Sau khi phản ứng vật thể, tia sáng sẽ có thể tiếp tục di chuyển, phản xạ hoặc phân tán trong không gian.

• Tính toán màu sắc: Khi mỗi tia sáng đi qua không gian, GPU sẽ tính toán màu sắc, độ đổ bóng, góc độ và cường độ ánh sáng tương tác với vật thể.

• Thu thập, tổng hợp thông tin: Kết quả của quá trình Ray Tracing này là một hình ảnh số được tạo ra bằng cách thu thập, tổng hợp và kết hợp thông tin từ tất cả các tia ánh sáng đi qua không gian.

1.3. Ray Tracing mang lại gì cho người dùng?

Ray Tracing được tạo ra với mục đích tăng cường hiệu ứng ánh sáng cho vật thể bên trong không gian mô phỏng như game hay các phần mềm thiết kế. Nhờ đó, hình ảnh thu được thông qua công nghệ này sẽ mang tính chân thực cao hơn.

Các lợi ích của Ray Tracing gồm:

• Hình ảnh thu được mang hiệu ứng phản chiếu chân thực nhất là trên các bề mặt có khả năng phản chiếu tốt như mặt kính, kim loại và nước.

• Mang lại cho người dùng cảm giác sống động, cung cấp trải nghiệm thực tế hơn.

• Tiết kiệm chi phí sản xuất game, phim ảnh, phần mềm hơn bởi phần cứng GPU của máy đã hỗ trợ xử lý hình ảnh thay cho việc phải đầu tư quá nhiều vào chất lượng hình ảnh.

• Tương tự tiết kiệm tài nguyên không gian lưu trữ cho game, phần mềm.

• Tạo cho người dùng cảm giác hoàn toàn nhập vai vào nhân vật trong game, áp dụng các nguyên tắc phản chiếu của các bề mặt như gương, mặt nước, kính y như đời thật.

2. Đặc điểm nổi bật của Ray Tracing

2.1. Phản chiếu (Ray tracing – Reflection)

Công nghệ cũ: Hình ảnh phản chiếu trên vũng nước, gương, cửa sổ thủy tinh trong các tựa game đều chỉ là các hình ảnh đồ họa 2D được vẽ sẵn từ trước, tạo nên cảm giác không chân thực cũng như không thể tự thay đổi dựa theo môi trường bên ngoài.

Ray Tracing Reflection: Các nhân RT 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 dựa trên thời gian thực. Nhờ đó, các hình ảnh phản chiếu trên các bề mặt kim loại hay vũng nước đều là hình ảnh thực, phản chiếu chuyển động của vật thể thực tế chứ không đơn thuần là hình ảnh 2D được vẽ sẵn nữa.

2.2. Đổ bóng (Ray traced shadows)

Công nghệ cũ: Hiệu ứng đổ bóng được tạo ra bởi một hình vẽ 2D màu tối bán trong suốt được vẽ sẵn và đặt trên bề mặt cần đổ bóng song song với chuyển động của vật thể trong khung hình. Tuy nhiên, khi gặp phải môi trường có quá nhiều các nguồn sáng khác nhau hoặc ánh sáng không được ổn định như trên bếp lửa thì cái bóng vẫn sẽ giữ nguyên mang lại cảm giác thiếu chân thực.

Ray traced shadows: Khi công nghệ đổ bóng Ray Tracing được áp dụng, các nhân RT sẽ dò tất cả các nguồn sáng có mặt trong không gian và tính toán kích thước, góc độ của vật thể so với nguồn sáng để tạo ra phần bóng được tự nhiên nhất có thể.

2.3. Chiếu sáng tổng thể (Ray Traced Global Illumination)

Công nghệ cũ: Với công nghệ cũ, 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) là điều hoàn toàn bất khả thi.

Ray Traced Global Illumination: Tính năng này mang lại khả năng phản xạ ánh sáng của bề mặt sự vật có chất liệu đặc biệt lên môi trường xung quanh. Tuy nhiên Global Illumination sẽ đòi hỏi phần cứng phải có khả năng xử lý một lượng lớn các tia sáng hoạt động hỗn loạn vừa phản xạ, vừa tán xạ lên khắp các bề mặt có trong môi trường.

2.4. Đổ bóng môi trường (Ray Traced Ambient Occlusion)

Công nghệ Ray Traced Ambient Occlusion có thể hiểu đơn giản là thuật toán xây dựng và mô phỏng môi trường mà trong đó các vật thể được tính toán các mặt phơi sáng và tạo bóng riêng biệt tạo nên độ nổi khối cho vật thể.

Các pixel lúc này sẽ được đổ bóng dựa theo tính toán luồng ánh sáng từ các nhân RT, từ đó mang lại cảm giác nổi khối thật hơn, cũng như các khu vực đổ bóng được tự nhiên hơn nhất là với với các luồng sáng động.

2.5. Phát xạ ánh sáng (Ray Tracing Emissive Lighting)

Công nghệ cũ: Các hiệu ứng ánh sáng được tạo nên chỉ có thể phát sáng tại chỗ mang lại cảm giác gượng gạo, thiếu đi sự sống động.

Ray Traced Emissive Lighting: Là công nghệ giúp giả lập các luồng sáng nhỏ với các cường độ ánh sáng khác nhau cũng như tác động của nó với môi trường xung quanh. Nó sẽ giúp mô phỏng các hiệu ứng đặc biệt dựa trên sự tương tác của ánh sáng với môi trường xung quanh.

3. Danh sách game và GPU hỗ trợ Ray Tracing

3.1. Các tựa game hỗ trợ Ray Tracing

Mời bạn tham khảo danh sách các tựa game và ứng dụng có hỗ trợ Ray Tracing được cập nhật liên tục của Nvidia.

Một số tựa game nổi tiếng khác cũng được áp dụng Ray Tracing như:

3.2. Danh sách card đồ họa nào hỗ trợ Ray Tracing

4. Cách bật Ray Tracing trên RTX, GTX

Dưới đây là ví dụ của mình về cách bật Ray Tracing trên RTX trong tựa game Minecraft.

Bước 1: Đảm bảo GPU của bạn có hỗ trợ Ray Tracing và GeForce Drivers của bạn là phiên bản mới nhất. Bạn có thể tự cập nhật Driver tại trang web GeForce Drivers.

Bước 2: Đảm bảo tựa Game mà bạn đang sử dụng thuộc danh sách hỗ trợ Ray Tracing ở bên trên và đã được cập nhật phiên bản mới nhất.

Bước 3: Mở cửa sổ Setting bằng cách nhấn phím “;” > Chọn Video

Bước 4: Kéo xuống và bật tính năng Ray Tracing

Trên đây là toàn bộ thông tin về công nghệ Ray Tracing cũng như cách bật Ray Tracing trên RTX, GTX. Hy vọng bài viết của mình sẽ mang lại những thông tin hữu ích dành cho các bạn.