Ray tracing là một dạng đồ họa máy tính tiên tiến mô phỏng cách thức hoạt động của ánh sáng trong cuộc sống thực. Nó có thể tạo ra đồ họa máy tính trông thực sự chân thực.

Trước đây, dò tia^{(ray tracing)} chỉ giới hạn trong các dự án đồ họa máy tính lớn, chẳng hạn như phim CG của Hollywood^{(Hollywood CG)} . Giờ đây, nó được tìm thấy trong trò chơi PC^{(PC gaming)} và sắp tới là máy chơi game thế hệ tiếp theo.

Để hiểu tại sao điều này lại khiến nhiều người thích thú, chúng ta cần so sánh đồ họa theo dõi tia với phương pháp kết xuất đồ họa chính được sử dụng cho đến nay: rasterization.

Rasterization so với Ray Tracing^{(Rasterization vs Ray Tracing)}

Đồ họa máy tính thời gian thực hiện đại trông thật tuyệt vời! Thật khó để tưởng tượng rằng nó có liên quan gì đến đồ họa 3D cơ bản từ hai mươi hay ba mươi năm trước. Sự thật là bảng điều khiển như Playstation 1 và Playstation 4 hiện tại sử dụng cùng một phương pháp cơ bản là hiển thị đồ họa 3D và sau đó đưa nó lên màn hình 2D của bạn.

Điều này được gọi là rasterization . “Đường raster” là hình ảnh được hiển thị dưới dạng lưới các pixel, chính xác là những gì màn hình của bạn hiển thị. Rasterization là quá trình chuyển đổi cảnh 3D thành hình ảnh 2D trên màn hình. 

Điều này cần phải được thực hiện, bởi vì cảnh 3D, tốt, là 3D. Nó có độ sâu, vì vậy các đối tượng ảo có thể di chuyển qua nhau và được nhìn từ bất kỳ góc độ nào. Trong quá trình phân loại, 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^{(texture and lighting)} , cũng như hình dạng, chiều sâu và kích thước^{(depth and size)} . Vì việc mô phỏng ánh sáng theo truyền thống chiếm nhiều năng lượng máy tính^{(computer power)} hơn bất kỳ máy tính gia đình^{(home computer)} nào có thể làm được, nên các lập trình viên đã tạo ra các thủ thuật và phím tắt để tạo ra thứ gì đó trông gần với ánh sáng, màu sắc và kết cấu^{(color and texture)} thực bằng quá trình rasterization này.

^{(Ray tracing)}Theo một cách nào đó, việc dò tia đơn giản hơn nhiều. Thay vì cố gắng sử dụng một danh sách dài các thủ thuật để tạo ra ảo giác về ánh sáng thực, thay vào đó, nó mô phỏng ánh sáng thực. Bây giờ khi máy tính phải tìm ra cảnh sẽ trông như thế nào khi nhìn thấy qua “cửa sổ” màn hình của bạn, nó chỉ cần chạy mô phỏng theo dõi tia và tất cả đều diễn ra.

Trong thế giới thực, các tia sáng đi vào mắt của bạn đã bật ra mọi thứ khác mà bạn đang nhìn trước khi đến võng mạc của bạn. Tính năng dò tia^(Ray) đạt được kết quả tương tự theo cách hiệu quả hơn. Nó thực hiện điều này bằng cách chụp các “tia sáng” mô phỏng từ “máy ảnh” và để nó phát ra xung quanh cảnh ảo, thu thập thông tin về màu sắc và độ sáng^{(color and brightness information)} trên đường đi. Màn hình của bạn đại diện cho mắt ảo, vì vậy bạn sẽ thấy một thế giới ảo thực sự chân thực.

Bằng cách sử dụng tính năng dò tia^{(ray tracing)} , một kỹ thuật duy nhất tạo ra các đối tượng, phản xạ, bóng đổ và các yếu tố khác của cảnh trông giống như thật. Chủ nghĩa hiện thực đó xảy ra một cách tự nhiên do mô phỏng, không cần thủ thuật hay lối tắt!

Trải nghiệm dò tìm tia ở đâu^{(Where To Experience Ray Tracing)}

Nếu bạn muốn xem theo dõi tia trong hành động, 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^{(CG film)} chẳng hạn như Toy Story 4 , mọi thứ bạn thấy đều là sản phẩm của việc dò tia^{(ray tracing)} . 

Nếu bạn muốn khám phá một thế giới theo dõi tia tương tác, hiện chỉ có một trò chơi trong thị trấn. Dòng RTX của GPU Nvidia^{(RTX series of Nvidia GPUs)} , cùng với các trò chơi điện tử và ứng dụng hỗ trợ công nghệ này. Bạn có thể chạy một số ứng dụng dò tia bằng phần cứng không phải RTX^{(RTX hardware)} , nhưng bạn sẽ không đạt được hiệu suất tốt. Hãy nhớ xem bài viết của chúng tôi về những trò chơi hay nhất thể hiện phần cứng RTX^{(RTX hardware)} .

Vấn đề là phần cứng RTX^{(RTX hardware)} vẫn còn khá đắt. Tuy nhiên, thế hệ máy chơi trò chơi điện tử sắp ra mắt có một dạng hỗ trợ dò tia. Điều đó có nghĩa là thế giới game chính thống có thể giúp biến dò tia thành công nghệ chơi game lớn tiếp theo. Tuy nhiên, nếu theo dõi tia rất khó thực hiện trong thời gian thực, thì làm cách nào để các GPU mới này quản lý^{(GPUs manage)} nó?

Theo dõi tia thời gian thực đạt được như thế nào?^{(How Is Real Time Ray Tracing Achieved?)}

Bất kỳ máy tính nào cũng có thể kết xuất cảnh 3D bằng cách sử dụng tính năng dò tia. Những người làm việc với các gói kết xuất 3D đã làm việc đó trong nhiều năm. Bất kỳ CPU hiện đại nào cũng có thể thực hiện các phép tính thực tế cần thiết để theo dõi đường đi của ánh sáng xung quanh cảnh.

Tuy nhiên, các CPU và GPU^{(CPUs and GPUs)} hiện đại không thể xử lý 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 hay Toy Story^{(Inc or Toy Story)} phải mất hàng giờ để hiển thị một khung hình duy nhất của sản phẩm cuối cùng. 

Ngược lại, các trò chơi điện tử hiện đại cần tạo ra ít nhất ba mươi khung hình ảnh mỗi giây để được coi là có thể chơi được, với tiêu chuẩn vàng hiện được đặt xung quanh mốc 60 khung hình / giây.

Vậy làm cách nào các GPU như dòng Nvidia RTX^{(Nvidia RTX series)} có thể sử dụng phương pháp dò tia ở tốc độ khung hình có thể phát được? Câu trả lời là họ không sử dụng dò tia^{(t use ray)} cho mọi thứ. Ít nhất là không có trong các tiêu đề hiện đại.

Bí quyết là kết hợp đồ họa truyền thống với dò tia có chọn lọc. Các thẻ RTX có phần cứng dò tia chuyên dụng nằm dọc theo một GPU truyền thống hơn . Bằng cách này, dò tia có thể được sử dụng để bù đắp cho một số thiếu sót của phần cứng đồ họa truyền thống.

Có những ^(are) trò chơi điện tử^{(video game)} mà bạn có thể chơi bằng thẻ RTX^{(RTX card)} được dò tia đầy đủ. Ví dụ tốt nhất là Quake II RTX . Đây là một trò chơi điện tử^{(video game)} đã có tuổi đời 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 tính năng dò tia thuần túy vào trò chơi điện tử^{(video game)} hiện tại , sẽ còn nhiều năm nữa phần cứng như vậy mới trở thành xu hướng chủ đạo.

Có phải Ray đang truy tìm tương lai?^{(Is Ray Tracing the Future?)}

Câu trả lời ngắn gọn là có, dò tia^{(ray tracing)} là tương lai. Câu trả lời dài hơn là vì phần cứng có thể theo dõi tia^{(ray tracing)} thời gian thực trở nên rẻ hơn, chúng ta có thể sẽ thấy nó thay thế hiển thị truyền thống từng chút một. Nếu đồ họa dạng tia trở thành một phần bình thường của thế hệ console mới, sẽ không có chuyện quay lại.

Các nhà phát triển có thể đưa tính năng dò tia vào tiêu đề của họ một cách an toàn, vì tất cả các nền tảng phổ biến đều sẽ hỗ trợ tính năng này. Vì đồ họa theo dõi tia là ưu việt hơn, các ngôi sao thực sự đang phù hợp với sự xuất hiện của tính năng theo dõi tia trên phần cứng giá cả phải chăng. Điều đó có nghĩa là chủ nghĩa quang thực thực sự cuối cùng có thể ở đây. 

Một dấu hiệu chính khác cho thấy phương pháp dò tia sẽ trở thành một phương pháp kết xuất^{(rendering method)} chính là cách nó hiện được đưa vào các công cụ phổ biến mà các nhà phát triển sử dụng để tạo trò chơi điện tử và các ứng dụng 3D khác. Nói cách khác, các nhà phát triển không còn cần thiết phải 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 dò tia tăng tốc phần cứng RTX . Có nhiều khả năng các nhà phát triển sẽ đưa nó vào làm tùy chọn cho các tiêu đề của họ.

Bạn có nên mua vào Ray Tracing ngay bây giờ?^{(Should You Buy Into Ray Tracing Now?)}

Tại thời điểm viết bài này, chúng tôi vẫn đang ở thế hệ đầu tiên của phần cứng dò tia. Mặc dù giá đã giảm nhưng hiệu suất vẫn khá tầm thường. Nếu bạn là một người yêu thích, sử dụng sớm thì có rất nhiều điều thích về tính năng dò tia trên PC.

Nếu bạn không sẵn sàng chi hàng trăm hoặc hàng nghìn đô la khi là người dùng đầu tiên, tốt hơn nên đầu tư vào thế hệ bảng điều khiển chính thống tiếp theo hứa hẹn có tính năng công nghệ hoặc chờ người kế nhiệm thẻ RTX 20-series.

OTT Explains: What Is Ray Tracing?

Ray traсing is an advanced form of computer graphicѕ that simυlates the way lіght works in real lіfe. It can create computer graphісs that look truly photоrealiѕtіc.

In the past, ray tracing was limited to massive computer graphics projects, such as Hollywood CG films. Now it’s found in PC gaming and soon, next generation gaming consoles.

To understand why this has so many people excited, we need to compare ray-traced graphics to the mainstream graphics rendering method that’s been used until now: rasterization.

Rasterization vs Ray Tracing

Modern real-time computer graphics look amazing! It’s hard to imagine that it has anything to do with the basic 3D graphics from twenty or thirty years ago. The truth is that a console like the Playstation 1 and the current Playstation 4 use the same basic method of rendering 3D graphics and then putting it on your 2D screen.

This is known as rasterization. A “raster” is an image shown as a grid of pixels, which is exactly what your screen displays. Rasterization is the process of converting a 3D scene into a 2D image on a screen. 

This needs to be done, because the 3D scene is, well, 3D. It has depth, so the virtual objects can move past each other and be looked at from any point of view. In the process of rasterization, the computer has to figure out what that scene would look like if your screen was basically a window into that 3D world.

In real life, a scene has texture and lighting, as well as shape, depth and size. Since simulating light has traditionally taken more computer power than any home computer is capable of, programmers have created tricks and shortcuts to create something that looks close to real light, color and texture using this process of rasterization.

Ray tracing is, in one way, much simpler. Instead of trying to use a long list of tricks to create the illusion of real ight, it simulates real light instead. Now when the computer has to figure out what the scene would look like seen through the “window” of your screen, it just runs the ray tracing simulation and it all works out.

In the real world, the rays of light entering your eye have bounced off everything else you are looking at before reaching your retinas. Ray tracing achieves the same result in a more efficient way. It does this by shooting simulated “rays” of light from the “camera” and letting it bounce around the virtual scene, picking up color and brightness information on the way. Your screen represents the virtual eye, so you see a truly realistic virtual world.

By using ray tracing, a single technique creates objects, reflections, shadows and other elements of a scene that look real. That realism happens naturally as a result of the simulation, no tricks or shortcuts needed!

Where To Experience Ray Tracing

If you want to see ray tracing in action, all you have to do is watch any modern movie that uses computer-generated graphics. If you watch a CG film such as Toy Story 4, everything you’re seeing is a product of ray tracing. 

If you want to explore an interactive ray-traced world, there’s currently only one game in town. The RTX series of Nvidia GPUs, along with video games and apps that support this technology. You can run some ray-tracing applications with non-RTX hardware, but you won’t get good performance. Be sure to check out our article on the best games that show off RTX hardware.

The problem is that RTX hardware is still quite expensive. However, the upcoming generation of video game consoles have a form of ray-tracing support. Which means that the mainstream gaming world may help turn ray-tracing into the next major gaming technology. Still, if ray-tracing is so difficult to do in real time, how do these new GPUs manage it?

How Is Real Time Ray Tracing Achieved?

Any computer can render a 3D scene using ray tracing. People who work with 3D rendering packages have been doing it for years. Any modern CPU can perform the actual calculations needed to trace the path of light around the scene.

However, modern CPUs and GPUs can’t crunch those numbers quickly enough to generate an image in real time. For example, the massive computer farms used to make films such as Monsters Inc or Toy Story take hours to render a single frame of the final product. 

Modern video games, by contrast, need to generate at least thirty frames of images every second to be considered playable, with the gold standard currently set around the 60 frames per second mark.

So how can GPUs such as the Nvidia RTX series manage to use the ray-tracing method at playable frame rates? The answer is that they don’t use ray tracing for everything. At least not in modern titles.

The trick is to combine traditional graphics with selective ray-tracing. The RTX cards have dedicated ray-tracing hardware that sits along a more traditional GPU. In this way, ray-tracing can be used to compensate for some of the shortcomings of traditional graphics hardware.

There are video games you can play with an RTX card that are fully ray-traced. The best example is Quake II RTX. This is a decades-old video game that is simple enough that full real-time ray-tracing is possible. When it comes to applying pure ray-tracing to current video games however, it will still be years before such hardware becomes mainstream.

Is Ray Tracing the Future?

The short answer is yes, ray tracing is the future. The longer answer is that as hardware that makes real-time ray tracing possible becomes cheaper, we’ll probably see it replace traditional rendering bit by bit. If ray-traced graphics become a normal part of the new console generation, there will be no going back.

Developers can safely include ray-tracing features in their titles, because all popular platforms will support it. Since ray-traced graphics are superior, the stars really are aligning for the arrival of ray-tracing on affordable hardware. Which means that true photorealism may finally be here. 

The other major sign that ray-tracing will become a mainstream rendering method is how it’s now being included in the common tools that developers use to make video games and other 3D applications. In other words, it’s no longer necessary for developers to invent their own ray-tracing solutions.

Popular graphics engines such as Unreal Engine 4 or Frostbite now include support for RTX hardware-accelerated ray-tracing. Making it much more likely that developers will include it as an option for their titles.

Should You Buy Into Ray Tracing Now?

At the time of writing, we are still at the first-generation of ray-tracing hardware. While prices have come down, performance is still pretty mediocre. If you’re a hardcore, early adopter then there’s plenty to like about ray-tracing on PC.

If you aren’t willing to spend hundreds or thousands of dollars as an early adopter, it’s better to invest in the next generation of mainstream consoles which promise to feature the technology, or wait for the successor to the RTX 20-series cards.

Related posts

• Cách bật Truy tìm tia trong Minecraft

• 3 trò chơi hay nhất cho GPU dò tia RTX của bạn

• Theo dõi đường dẫn và truy tìm tia là gì? Và tại sao họ cải thiện đồ họa?

• Wired and Wireless Gaming Headsets tốt nhất

• Best Mechanical Keyboards cho Gaming and Work cho Windows 10 PC

• 8 MMORPGs miễn phí để chơi vào năm 2021

• Steam Friend Codes and How là gì để sử dụng chúng

• 8 PC Games với những câu chuyện Great

• Nơi tìm Diamonds, Slime and Bees trong Minecraft

• Download Tencent Gaming Buddy PUBG Mobile emulator cho PC

• Làm thế nào để Tạo Gaming YouTube Videos Giống như một Pro

• 6 Best Public Domain Video Games chơi Free Bây giờ

• Làm thế nào để Set Up Khoản đóng góp trên Twitch

• Cách thay đổi Minecraft Skin trên PC or Mobile

• Twitch vs YouTube: Better cho Streaming là gì?

• Làm thế nào để Thêm Non-Steam Games để Steam Library của bạn

• GG Mean trong Gaming, Chat, v.v

• Cách bật Virtualization trong MSI Gaming Plus Max B450

• Làm thế nào để lưu trữ trên Twitch

• Làm thế nào để bắt đầu trong Animal Crossing: New Horizons