Ray Tracing là gì? Giải thích về công nghệ GPU

Nếu bạn đang để mắt đến một card đồ họa mới cho bản dựng của mình, thì có lẽ bạn đã tự hỏi ray tracing là gì.

Đã khoảng bảy năm kể từ khi kỹ thuật dựng hình tia thời gian thực lần đầu tiên ra mắt trên PC, với bốn thế hệ card đồ họa AMD và Nvidia gần đây nhất được bán ra nhờ vào sức mạnh của chúng.

Ngay cả các máy chơi game như Xbox Series X và PS5 cũng có thể làm được điều đó, nhưng ray tracing là gì? Quan trọng hơn, bạn có nên bật nó không?

Chúng ta sẽ đi sâu vào cơ chế của ray tracing, công nghệ cần thiết để thực hiện đúng cách, các loại tác động đến hiệu suất mà nó có thể có, sự phụ thuộc của nó vào các mô hình nâng cấp do AI hỗ trợ (bao gồm cả Frame Generation) và các trò chơi hỗ trợ nó.

Chúng tôi đã liên tục thấy phần mềm được điều chỉnh cho công nghệ này, với một số trò chơi PC mới hiện đang mặc định bật tính năng dò tia, vì vậy đây là tính năng sẽ tồn tại lâu dài, vì quá trình áp dụng sớm đã thực sự trôi qua.

Tuy nhiên, tin tốt là bạn không nhất thiết phải cần một trong những card đồ họa tốt nhất từ ​​AMD, Intel hoặc Nvidia để tận dụng lợi thế này.

Đọc thêm bài: Cách nâng cấp card đồ họa cho PC của bạn

Ray Tracing là gì?

Ray Tracing là một kỹ thuật chiếu sáng thời gian thực, cho phép card đồ họa của máy tính của bạn theo dõi các tia sáng một cách chân thực bằng thuật toán được quay số cụ thể, mô phỏng cách các nguồn sáng thực sự tương tác với các vật thể và môi trường trong thế giới trò chơi.

Đây là một thuật ngữ chung liên quan đến các ứng dụng chơi game/kết xuất, vì công nghệ này thường được sử dụng để mô tả bóng mờ, che khuất xung quanh, chiếu sáng toàn cục, độ sâu trường ảnh và quang sai màu cùng với các hiệu ứng phản xạ và khúc xạ thời gian thực.

Bạn có thể coi ray tracing là phần mở rộng của camera ảo trong trò chơi, vì các tia sáng được lấy từ nguồn chính này và sau đó được phản xạ theo thuật toán từ một vật thể (hoặc một loạt các vật thể), tạo ra bóng, phản xạ và khúc xạ.

Càng nhiều tia sáng được lấy ra, hình ảnh càng sống động (hoặc chính xác) hơn, nhưng phần cứng sẽ phải chịu nhiều áp lực hơn.

Path tracing là một dạng ray tracing, đúng như tên gọi của nó, theo dõi toàn bộ đường đi của ánh sáng thay vì từng tia sáng riêng lẻ, tạo ra hình ảnh tinh vi và chân thực hơn.

Nó được tóm gọn lại là ray casting, tức là quá trình chiếu tia sáng vào một vật thể, sau đó thuật toán (viết cho từng trò chơi/phần mềm) sẽ quyết định pixel nào sẽ được tô màu phù hợp.

Tại sao dò tia lại quan trọng?

Dò tia quan trọng vì nó được triển khai trong phần mềm chơi game và mô hình hóa, nhờ vào dòng RTX 20 (Turing) đã cho phép công nghệ được coi là quá chuyên sâu để kết xuất theo thời gian thực trở thành hiện thực.

Chúng ta đã dần thấy công nghệ này trở nên phổ biến hơn khi các nhà phát triển trò chơi và nhà sản xuất phần cứng hiểu rõ hơn về cách sử dụng nó một cách hợp lý, vì những ngày đầu của mọi thứ rất khó khăn (chưa kể đến việc tốn kém).

Theo Nvidia, người ta tin rằng hiện có hơn 500 trò chơi hỗ trợ “RTX”, đây là thuật ngữ chung được sử dụng trong DLSS, dò tia và công nghệ AI của công ty.

Mặc dù không phải là con số chính xác tuyệt đối, nhưng đây là dấu hiệu cho thấy hướng đi của ngành công nghiệp trò chơi; hiện nay, các trò chơi thường khởi chạy với tính năng dò tia theo mặc định và hiện được coi là bất thường nếu không có tính năng này.

Ray tracing (có thể nói là) USP lớn nhất của PS5 Pro năm ngoái, được hỗ trợ bởi công nghệ nâng cấp AI PSSR, để đưa những gì máy chơi game có thể làm gần hơn với PC tầm trung thấp hơn.

Một số trò chơi hiện thậm chí còn được khởi chạy với ray tracing theo mặc định, nghĩa là bạn sẽ cần card đồ họa Nvidia RTX, AMD hiện đại hoặc Intel để chơi chúng một cách tối ưu.

Chúng ta đã thấy xu hướng này với các tựa game như Star Wars Outlaws, Assassin’s Creed Shadows, Doom: The Dark Ages và Indiana Jones and the Great Circle. Nói cách khác, bạn sẽ phải quen với thực tế là một ngày nào đó nó sẽ trở thành bắt buộc thay vì một nút chuyển đổi thú vị để có ánh sáng và bóng tối tốt hơn.

Tại sao công nghệ dò tia không được phổ biến rộng rãi hơn?

Mặc dù chúng ta đã thấy xu hướng dò tia trở nên nổi bật hơn trong các trò chơi trên PC và console ngày nay, nhưng điều quan trọng cần nhớ là công nghệ này vẫn cực kỳ khắt khe.

Như đã đề cập ở trên, công nghệ dò tia thời gian thực chỉ khả thi vì những tiến bộ đạt được với công nghệ nâng cấp AI, chẳng hạn như Nvidia DLSS, AMD FSR, Intel XeSS và PSSR của Sony, công nghệ này sẽ giảm mẫu hình ảnh và sau đó sử dụng AI để phóng to hình ảnh lên độ phân giải mục tiêu.

Về mặt kỹ thuật, đây là cách PS5 có thể thực hiện 4K và điều tương tự cũng có thể nói đối với các GPU tầm trung như RTX 5070 và RX 9070. Ngay cả trên RTX 5090, bạn sẽ thấy tốc độ khung hình không thể phát được nếu cố chạy phản xạ RT và bóng đổ mà không nâng cấp.

Do đó, công nghệ dò tia và nâng cấp hỗ trợ AI song hành với nhau, điều này có thể rất khó thực hiện ngay cả đối với các card đồ họa giá rẻ. Sự đánh đổi sau đó trở thành độ phân giải thấp hơn (thậm chí là dựng hình ở 720p rồi nâng cấp lên 1080p) để thực hiện được điều đó.

Chúng ta đang thấy những thứ như độ phân giải động trở thành một điểm tựa phổ biến khi công nghệ cố gắng theo kịp phần mềm đòi hỏi khắt khe, vì vậy có thể hiểu được rằng công nghệ dò tia chưa xuất hiện ở khắp mọi nơi (chưa).

Card đồ họa nào hỗ trợ dò tia?

Về mặt kỹ thuật, dò tia thời gian thực đã được “hỗ trợ” bởi card đồ họa kể từ năm 2018 với sự ra mắt của dòng RTX 20, nhưng bạn sẽ không tiến xa được khi cố gắng thúc đẩy những card Turing đó (và bộ nhớ GDDR6 chậm hơn cùng lượng lõi CUDA yếu hơn).

Bạn sẽ ổn với GPU dòng RTX 30 hoặc dòng RTX 40 cấp thấp hơn, nhưng lý tưởng nhất là bạn nên thử và sở hữu card dòng RTX 50 mới hơn (và có khả năng hơn).

Nvidia có thói quen xấu là tạo ra những tiến bộ trong công nghệ GPU của mình theo từng thế hệ. Đối với dòng RTX 40, đó là Frame Generation (nội suy các khung hình do AI tạo ra với các khung hình được kết xuất theo cách truyền thống để có tốc độ khung hình cao hơn so với chỉ sử dụng DLSS.

Tương tự như vậy, dòng RTX 50 đã giới thiệu Multi Frame Generation, giúp tăng hiệu suất kết xuất gốc lên gấp bốn lần, nhưng giờ đây AI tạo ra ba khung hình cùng lúc thay vì một.

AMD cũng đã trở thành nạn nhân của điều này khi ra mắt các card đồ họa RDNA 4, như RX 9070 và RX 9070 XT, bản thân chúng có quyền truy cập độc quyền vào FSR 4 và độ ổn định hình ảnh cũng như chất lượng được cải thiện đáng kể với tính năng dò tia.

Mặc dù dòng RX 6000 và RX 7000 có hiệu suất khá, nhưng chúng lại tụt hậu so với Nvidia về tính năng dò tia, và điều đó vẫn đúng với RDNA 4.

Câu chuyện tương tự cũng xảy ra với Intel Arc Alchemist và Battlemage; cả hai thế hệ GPU đều có khả năng dò tia về mặt kỹ thuật, nhưng vẫn chưa phải là giải pháp lý tưởng ngay cả ở độ phân giải 1080p khi bật XeSS.

Suy nghĩ cuối cùng

Dò tia có thể rất tuyệt vời trong những hoàn cảnh phù hợp, tuy nhiên, đây là công nghệ đòi hỏi nhiều phần cứng, với việc triển khai không phải lúc nào cũng tận dụng hết các tài nguyên có sẵn.

Trong các tựa game áp dụng hoàn toàn, công nghệ này có thể thực sự tuyệt vời để đắm chìm và hiện nay công nghệ này đang được yêu cầu làm tiêu chuẩn trong một số trò chơi có kinh phí lớn.