Truy tìm tia là một dạng đồ họa máy tính tiên tiến mô phỏng cách thức ánh sáng hoạt động trong cuộc sống thực. Nó có thể tạo ra đồ họa máy tính trông thực sự phaticealistic.
Trước đây, việc dò tia được giới hạn trong các dự án đồ họa máy tính lớn, như phim CG của Hollywood. Bây giờ nó đã được tìm thấy trong trò chơi PC và sắp tới, máy chơi game thế hệ tiếp theo.
Để hiểu lý do tại sao điều này khiến nhiều người phấn khích, chúng ta cần so sánh đồ họa theo dõi tia với phương pháp kết xuất đồ họa chính được sử dụng cho đến bây giờ : rasterization.
Rasterization vs Ray Trace
Đồ họa máy tính thời gian thực hiện đại trông thật tuyệt vời! Thật khó để tưởng tượng rằng nó có liên quan đến đồ họa 3D cơ bản từ hai mươi hoặc ba mươi năm trước. Sự thật là một bảng điều khiển như Playstation 1 và Playstation 4 hiện tại sử dụng cùng một phương pháp cơ bản để hiển thị đồ họa 3D và sau đó đưa nó lên màn hình 2D của bạn.
Điều này được gọi là rasterization. Một raster của người Cameron là một hình ảnh được hiển thị dưới dạng một lưới các pixel, đó chính xác là những gì màn hình của bạn hiển thị. Rasterizationlà quá trình chuyển đổi cảnh 3D thành hình ảnh 2D trên màn hình.
Điều này cần phải được thực hiện, bởi vì cảnh 3D là 3D. Nó có chiều sâu, vì vậy các đối tượng ảo có thể di chuyển qua nhau và được nhìn từ mọi góc nhìn. Trong quá trình rasterization, máy tính phải tìm ra cảnh đó sẽ như thế nào nếu màn hình của bạn về cơ bản là một cửa sổ vào thế giới 3D đó.
Trong cuộc sống thực, một cảnh có kết cấu và ánh sáng, cũng như hình dạng, độ sâu và kích thước. Do ánh sáng mô phỏng truyền thống chiếm nhiều năng lượng máy tính hơn bất kỳ máy tính gia đình nào có khả năng, các lập trình viên đã tạo ra các thủ thuật và phím tắt để tạo ra thứ gì đó gần với ánh sáng, màu sắc và kết cấu thực tế bằng cách sử dụng quá trình rasterization này.
Ray Theo một cách nào đó, đơn giản hơn nhiều. Thay vì cố gắng sử dụng một danh sách dài các thủ thuật để tạo ra ảo ảnh của ight thật, nó thay vào đó mô phỏng ánh sáng thực. Bây giờ khi máy tính phải tìm ra cảnh sẽ trông như thế nào khi nhìn qua cửa sổ của YouTube, màn hình của bạn, nó chỉ chạy mô phỏng dò tia và tất cả đều hoạt động.
Trong thế giới thực, những tia sáng chiếu vào mắt bạn đã bật ra khỏi mọi thứ khác mà bạn đang nhìn trước khi đến võng mạc. Ray truy tìm đạt được kết quả tương tự theo cách hiệu quả hơn. Nó thực hiện điều này bằng cách chụp các tia sáng mô phỏng của ánh sáng từ máy ảnh của máy ảnh và cho phép nó chiếu xung quanh khung cảnh ảo, thu thập thông tin màu sắc và độ sáng trên đường đi. Màn hình của bạn đại diện cho mắt ảo, vì vậy bạn nhìn thấy một thế giới ảo thực sự thực.
Bằng cách sử dụng phương pháp dò tia, một kỹ thuật duy nhất tạo ra các vật thể, phản xạ, bóng và các yếu tố khác của cảnh trông giống như thật. Chủ nghĩa hiện thực đó xảy ra một cách tự nhiên do kết quả của mô phỏng, không cần thủ thuật hay phím tắt nào!
Nơi trải nghiệm dò tia
Nếu bạn muốn xem theo dõi tia trong thực tế, tất cả những gì bạn phải làm là xem bất kỳ bộ phim hiện đại nào sử dụng đồ họa do máy tính tạo ra. Nếu bạn xem một bộ phim CG, chẳng hạn như Câu chuyện đồ chơi 4, mọi thứ bạn thấy là một sản phẩm của phương pháp dò tia.
Nếu bạn muốn khám phá một thế giới theo dõi tia tương tác, thì hiện tại chỉ có một trò chơi trong thị trấn. 2, cùng với các trò chơi và ứng dụng video hỗ trợ công nghệ này. Bạn có thể chạy một số ứng dụng dò tia với phần cứng không phải RTX, nhưng bạn đã giành được hiệu suất tốt. Hãy chắc chắn kiểm tra bài viết của chúng tôi về trò chơi hay nhất thể hiện phần cứng RTX.
Vấn đề là phần cứng RTX vẫn còn khá đắt. Tuy nhiên, thế hệ máy chơi game video sắp ra mắt có một hình thức hỗ trợ dò tia. Điều đó có nghĩa là thế giới trò chơi chính thống có thể giúp biến tia sáng thành công nghệ chơi game lớn tiếp theo. Tuy nhiên, nếu việc dò tia rất khó thực hiện trong thời gian thực, làm thế nào để các GPU mới này quản lý nó?
Truy tìm tia thời gian thực đạt được như thế nào?
Bất kỳ máy tính nào cũng có thể hiển thị cảnh 3D bằng cách sử dụng phương pháp dò tia. Những người làm việc với các gói dựng hình 3D đã làm việc đó trong nhiều năm. Bất kỳ CPU hiện đại nào cũng có thể thực hiện các tính toán thực tế cần thiết để theo dõi đường đi của ánh sáng xung quanh cảnh.
Tuy nhiên, CPU và GPU hiện đại có thể phá vỡ những con số đó đủ nhanh để tạo ra một hình ảnh trong thời gian thực. Ví dụ, các trang trại máy tính khổng lồ được sử dụng để làm phim như Monsters Inc hoặc Toy Story phải mất hàng giờ để kết xuất một khung hình duy nhất của sản phẩm cuối cùng.
Các trò chơi video hiện đại, ngược lại, cần tạo ra ít nhất ba mươi khung hình mỗi giây để được xem là có thể chơi được, với tiêu chuẩn vàng hiện được đặt ở mức 60 khung hình mỗi giây.
Vậy làm thế nào các GPU như dòng Nvidia RTX có thể quản lý để sử dụng phương pháp dò tia ở tốc độ khung hình có thể phát? Câu trả lời là họ không sử dụng tia ray cho mọi thứ. Ít nhất là không trong các tiêu đề hiện đại.
Thủ thuật là kết hợp đồ họa truyền thống với phương pháp dò tia chọn lọc. Các thẻ RTX có phần cứng dò tia chuyên dụng nằm dọc theo GPU truyền thống hơn. Theo cách này, tính năng dò tia có thể được sử dụng để bù đắp cho một số thiếu sót của phần cứng đồ họa truyền thống.
Có làtrò chơi video mà bạn có thể chơi với thẻ RTX đầy đủ tia bắt nguồn. Ví dụ tốt nhất là Quake II RTX. Đây là một trò chơi video đã tồn tại hàng thập kỷ, đủ đơn giản để có thể theo dõi tia thời gian thực đầy đủ. Tuy nhiên, khi nói đến việc áp dụng phương pháp dò tia thuần túy cho các trò chơi video hiện tại, vẫn còn nhiều năm nữa, phần cứng như vậy sẽ trở thành xu hướng.
Ray có theo dõi tương lai không?
Câu trả lời ngắn gọn là có, theo dõi tia là tương lai. Câu trả lời dài hơn là khi phần cứng giúp khả năng dò tia thời gian thực trở nên rẻ hơn, có lẽ chúng ta sẽ thấy nó thay thế kết xuất truyền thống từng chút một. Nếu đồ họa theo dõi tia trở thành một phần bình thường của thế hệ console mới, sẽ không có sự quay trở lại.
Các nhà phát triển có thể bao gồm các tính năng dò tia một cách an toàn trong các tiêu đề của họ, bởi vì tất cả các nền tảng phổ biến sẽ hỗ trợ nó. Vì đồ họa dò tia là vượt trội, nên các ngôi sao thực sự đang xếp hàng cho sự xuất hiện của tia ray trên phần cứng giá cả phải chăng. Điều đó có nghĩa là thuyết quang thực sự cuối cùng cũng có thể ở đây.
Dấu hiệu chính khác cho thấy việc dò tia sẽ trở thành phương thức kết xuất chính là cách nó được đưa vào các công cụ phổ biến mà các nhà phát triển sử dụng để tạo trò chơi video và các ứng dụng 3D khác. Nói cách khác, nó không còn cần thiết cho các nhà phát triển để phát minh ra các giải pháp dò tia của riêng họ.
Các công cụ đồ họa phổ biến như Unreal Engine 4 hoặc Frostbite hiện bao gồm hỗ trợ theo dõi tia được tăng tốc phần cứng RTX. Làm cho nhiều khả năng các nhà phát triển sẽ đưa nó vào như một tùy chọn cho các tiêu đề của họ.
Bạn có nên mua vào truy tìm Ray ngay bây giờ không? bằng văn bản, chúng tôi vẫn đang ở thế hệ đầu tiên của phần cứng dò tia. Trong khi giá đã giảm, hiệu suất vẫn còn khá tầm thường. Nếu bạn là một người khó tính, sớm chấp nhận thì có rất nhiều điều thích về việc dò tia trên PC.
Nếu bạn không sẵn sàng chi hàng trăm hoặc hàng ngàn đô la khi là người áp dụng sớm, tốt hơn hết là đầu tư vào thế hệ máy chơi game chính tiếp theo hứa hẹn sẽ giới thiệu công nghệ hoặc chờ người kế nhiệm Thẻ RTX 20-series.