#1 Công Nghệ Ray Tracing Là Gì? Ưu Điểm & Cách Hoạt Động

Công nghệ Ray Tracing hiện đã không còn quá xa lạ với các tín đồ công nghệ và phim ảnh. Nhờ có Ray Tracing mà hàng loạt các siêu phẩm card đồ hoạ được săn đón hiện nay. Cùng tìm hiểu chi tiết về Ray Tracing trong bài viết này nhé!

1. Giải mã công nghệ Ray Tracing là gì?

Ray Tracing là một cách để cải thiện chất lượng ánh sáng trong môi trường 3D. Phương pháp này sử dụng các tia sáng tuyến tính truyền qua một môi trường, kết hợp với các đặc tính của môi trường, qua đó chúng được truyền đi, phản xạ, khúc xạ hoặc hấp thụ cho đến khi các tia sáng này chạm tới góc nhìn của vật thể. Nhưng tính toán thời gian thực của phương pháp này có thể phản ánh chính xác điều kiện ánh sáng trong môi trường thực, trong khi vẫn tuân thủ hầu hết các quy luật vật lý của ánh sáng. Nhờ đó, bóng đổ của các đối tượng trong trò chơi được xử lý để phù hợp với các thuộc tính của đối tượng đó và các đặc tính của môi trường.

Công nghệ Ray Tracing hoạt động dựa trên một nguyên lý phức tạp.

Khi viên đá được chiếu sáng, phần phía sau được chiếu sáng sẽ tối và tối hơn phần được chiếu sáng. Sau khi ánh sáng được khúc xạ qua kính cửa sổ, nó làm cho căn phòng tối bớt tối hơn. Nhờ tính toán thời gian thực, các nhà phát triển có thể tạo ra một môi trường năng động thực tế.

2. Cách hoạt động của Ray Tracing

Trong thế giới thực, các nguồn sáng như đèn trong phòng ngủ tạo ra các photon xung quanh phòng cho đến khi chúng đến mắt người dùng. Tính năng dò tìm tia thực hiện điều này ngược lại, lần theo các tia riêng lẻ từ cảnh và theo dõi cách mỗi tia giao nhau với các vật thể khác nhau, tạo ra bóng và phản xạ, sau đó quay trở lại nguồn sáng.

Tính năng dò tia hoạt động bằng cách lần theo một đường thẳng từ mắt tưởng tượng qua từng pixel trong màn hình ảo và tính toán màu sắc của vật thể qua đường thẳng đó. Thuật toán sẽ ước lượng ánh sáng tới tại giao điểm đo, xem xét đặc tính vật chất của vật thể và tổng hợp thông tin để tính ra màu chuẩn của pixel tương ứng.

3. Các đặc tính của Ray Tracing

3.1. Chiếu sáng tổng thể

Một trong những vấn đề mà các phương pháp dựng hình truyền thống không thể mô tả là khả năng chiếu sáng gián tiếp, hoặc mở rộng ra toàn cảnh để trở thành Global Illumination - Chiếu sáng tổng thể.

Với hệ thống chiếu sáng Ray Tracing, tính năng này thể hiện khả năng phản xạ ánh sáng của bề mặt vật liệu vào môi trường xung quanh và tạo ra một môi trường tổng thể cực kỳ phức tạp. Nó đòi hỏi nhiều phần cứng để xử lý rất nhiều tia hoạt động hỗn loạn dội lại và phân tán ra khỏi bề mặt của cấp độ.

3.2. Đổ bóng

Bản vẽ 2D tối bán trong suốt được xây dựng và xuất hiện trên bề mặt bóng mờ song song với chuyển động của các đối tượng trong cảnh. Tuy nhiên, đối với những khu vực có quá nhiều nguồn sáng hoặc ánh sáng động chập chờn như đèn pin thì trơ bóng, tạo cảm giác thiếu chân thực.

Khi áp dụng bóng theo tia, RT Cores sẽ phát hiện tất cả các nguồn ánh sáng hiện diện trên màn hình để xác định sự che khuất của các đối tượng so với nguồn sáng, tạo ra các phần bị bóng mờ rõ nét của đối tượng. Màu sắc và hướng tương tác hầu như tuân theo các quy luật vật lý, tạo ra hiệu ứng đổ bóng tự nhiên nhất, chứ không phải là cảnh ban ngày chỉ có nguồn sáng cố định từ mặt trời.

Đổ bóng là một trong những đặc điểm của Ray Tracing.

3.3. Phản chiếu (Reflection)

Thông thường, hình ảnh phản chiếu trên tường, gương, vũng nước và cửa sổ trong trò chơi là đồ họa 2D được vẽ sẵn để tạo ảo giác phản chiếu, thay vì thực sự thay đổi theo môi trường bên ngoài.

Khi phản xạ theo tia được áp dụng, lõi RT chiếu các tia từ nguồn sáng theo dõi lên bề mặt vật liệu, sau đó tính toán các ánh sáng này cho lõi CUDA để tạo ra phản xạ theo thời gian thực và kết quả là hình ảnh phản chiếu trên bề mặt vật liệu hoặc vũng nước để phù hợp với hình ảnh động của môi trường bên ngoài, không chỉ là hình ảnh 2D được dán vào các bề mặt.

3.4. Đổ bóng môi trường

Có thể hiểu đơn giản đây là một thuật toán dựng hình có tác dụng phơi và tô bóng các đối tượng một cách riêng biệt nhằm tạo ra độ nổi thể tích cho các đối tượng.

Với tính năng dò tia, các điểm ảnh được tô bóng theo tính toán luồng quang học của lõi RT, khi được hiển thị với luồng quang động, sẽ cung cấp vùng bóng mờ tự nhiên hơn, chân thực hơn.

3.5. Phát xạ ánh sáng

Theo cách truyền thống, hiệu ứng ánh sáng tạo ra đôi khi có thể trông gượng gạo và thiếu sức sống, và hiệu ứng đèn flash chỉ có thể phát ra ánh sáng tại chỗ chứ không phát ra môi trường xung quanh.

Ray Traced Emissive Lighting giúp mô phỏng chùm ánh sáng nhỏ với cường độ ánh sáng khác nhau và ảnh hưởng của chúng đến môi trường xung quanh. Ánh sáng này sẽ tương tác với môi trường xung quanh, tạo ra những hiệu ứng chân thực và ấn tượng.

Ray Tracing đem lại góc nhìn chân thật và sắc nét hơn.

Trên đây là toàn bộ thông tin về công nghệ Ray Tracing tân tiến hàng đầu hiện nay. Màn hình SONA hy vọng bài viết này đã giúp các bạn hiểu hơn về công nghệ tân tiến này.

Thông tin liên hệ:

Công ty TNHH Thương Mại Công Nghệ Viethitek Việt Nam

Địa chỉ: Tầng 2 tòa nhà HHCT LILAMA số 124 Minh Khai - Hai Bà Trưng - Hà Nội

Điện thoại: 024.629 09968 - 024.668 02750

Hotline: 0962.72.95.68 - 0382.488.338

Kết nối với chúng tôi:

https://www.facebook.com/SONA.manhinhtuongtacdaotao.manhinhquangcaodientu

Website: https://sona.net.vn