Ray Tracing là gì? Cách bật Ray Tracing ở một số tựa game

Ray tracing là gì và vì sao công nghệ này lại được xem là bước ngoặt trong ngành đồ họa hiện đại?

Kỹ thuật mô phỏng đường đi của ánh sáng nhằm tái tạo các hiệu ứng phản chiếu, bóng đổ và chiếu sáng chân thực như ngoài đời thực. Nhờ ray tracing, những cảnh vật trong game, phim ảnh hay thiết kế 3D trở nên sống động, có chiều sâu và giàu cảm xúc hơn. Công nghệ này không chỉ thay đổi cách ánh sáng được hiển thị mà còn mở ra tiêu chuẩn hình ảnh mới cho kỷ nguyên đồ họa thế hệ tiếp theo.

Ray Tracing là gì?

Ray tracing dịch sang tiếng Việt là “dò tia” là một phương pháp dựng hình dựa trên nguyên lý vật lý của ánh sáng. Thay vì giả lập ánh sáng bằng những thủ thuật đơn giản, ray tracing tính toán đường đi của từng tia sáng: phát ra từ nguồn, chạm vào bề mặt vật thể, phản chiếu, khúc xạ rồi cuối cùng đi vào mắt người quan sát.

Nhờ cách tiếp cận này, hình ảnh tạo ra không chỉ có ánh sáng và bóng đổ tự nhiên hơn mà còn tái hiện được những chi tiết vốn rất khó đạt được bằng các phương pháp truyền thống, như sự lấp lánh trên mặt nước, phản chiếu động trên gương hay ánh sáng mờ ảo hắt qua tấm rèm.

Cách thức hoạt động của Ray Tracing

Cơ chế hoạt động của ray tracing khá thú vị bởi nó đi ngược với cách ánh sáng vận hành ngoài đời thực. Thay vì mô phỏng ánh sáng phát ra từ mặt trời hay đèn, máy tính sẽ phóng các tia từ góc nhìn của người chơi xuyên qua từng điểm ảnh trên màn hình, rồi lần ngược lại quãng đường của tia sáng trong không gian ảo.

Mỗi lần tia sáng va chạm với một vật thể, hệ thống sẽ tính toán xem nó bị phản chiếu, khúc xạ hay hấp thụ, sau đó quyết định màu sắc và độ sáng chính xác cho điểm ảnh đó. Hàng triệu phép tính như vậy diễn ra đồng thời trong từng khung hình, tạo ra hình ảnh giàu chiều sâu và đầy sức sống.

Điểm hạn chế lớn nhất của ray tracing nằm ở khối lượng tính toán khổng lồ, đòi hỏi phần cứng mạnh mẽ. Chỉ khi các GPU hiện đại như Nvidia RTX hay AMD RX ra đời, ray tracing mới trở thành công nghệ thực tiễn thay vì chỉ tồn tại trong lĩnh vực phim ảnh.

Lợi ích của Ray Tracing đối với game thủ

Với cộng đồng game thủ, ray tracing mang lại một trải nghiệm hoàn toàn khác biệt, nâng tầm trò chơi từ đồ họa “đẹp mắt” thành những thế giới ảo gần như thật.

• Hình ảnh trung thực: Từ chiếc gương phản chiếu đúng từng chuyển động cho đến mặt nước gợn sóng in bóng bầu trời, mọi chi tiết đều được tái hiện chính xác.
• Ánh sáng tự nhiên: Tia nắng lọt qua khe cửa, ánh lửa bập bùng soi sáng cả căn phòng hay ánh đèn neon phản chiếu lên tường đều sống động như trong thực tế.
• Bóng đổ mềm mại: Khác với những mảng bóng cứng nhắc trước đây, ray tracing cho bóng đổ biến đổi linh hoạt tùy vào khoảng cách và nguồn sáng.
• Tăng tính nhập vai: Khi ánh sáng và môi trường đã đạt đến độ thuyết phục, người chơi dễ dàng đắm chìm vào game như thể bước vào một bộ phim điện ảnh.
• Tiêu chuẩn cho game AAA: Những siêu phẩm bom tấn hiện nay gần như đều tích hợp ray tracing để khẳng định đẳng cấp hình ảnh.

Những điểm nhấn công nghệ trong ray tracing

Công nghệ ray tracing không chỉ dừng lại ở việc làm đẹp ánh sáng mà còn mở ra một chuẩn mực mới trong đồ họa, nơi từng chi tiết ánh sáng, bóng đổ, phản chiếu và phát quang đều được mô phỏng gần như hoàn hảo so với thế giới thực. Những điểm nhấn dưới đây cho thấy cách ray tracing đã thay đổi căn bản cách hình ảnh được dựng trong không gian ảo:

Reflection phản chiếu động theo thời gian thực

Trong các thế hệ công nghệ đồ họa cũ, hình ảnh phản chiếu thường chỉ là lớp hình ảnh tĩnh được lập trình sẵn. Mặt nước, gương hay cửa kính trong game phần lớn không phản chiếu đúng cảnh vật xung quanh, mà chỉ hiển thị một bức ảnh mô phỏng đơn giản. Điều này làm cho thế giới ảo trở nên thiếu sức sống, mất đi tính chân thực mà người dùng mong đợi.

Ray tracing đã khắc phục hoàn toàn hạn chế này bằng cách tính toán trực tiếp đường đi của tia sáng khi tiếp xúc với bề mặt phản chiếu. Nhờ đó, hình ảnh phản chiếu xuất hiện theo thời gian thực và thay đổi linh hoạt theo góc nhìn của người chơi. Một mặt hồ phẳng lặng có thể phản chiếu mây trời chuyển động, chiếc xe trong game có thể phản chiếu chính xác cảnh vật hai bên đường và những tấm kính có khả năng tái hiện lại khung cảnh nội thất phía sau lẫn sự phản xạ từ môi trường bên ngoài. Hiệu ứng phản chiếu nhờ ray tracing vì thế đạt đến độ thuyết phục gần như ngoài đời thực.

Ray traced shadows bóng đổ mềm mại và biến đổi tự nhiên

Bóng đổ vốn là yếu tố quan trọng trong việc tạo chiều sâu không gian, nhưng trong các phương pháp dựng hình truyền thống, chúng thường được mô phỏng đơn giản bằng các lớp bóng phẳng, tĩnh và ít thay đổi. Trong nhiều tình huống, bóng đổ trở nên thiếu logic khi có nhiều nguồn sáng, dẫn đến cảm giác giả tạo trong trải nghiệm hình ảnh.

Ray tracing đã mở ra một kỷ nguyên mới cho hiệu ứng bóng đổ bằng việc tính toán trực tiếp sự giao thoa giữa tia sáng và vật thể. Công nghệ này giúp xác định chính xác kích thước, hình dáng cũng như độ mềm mại của bóng tùy thuộc vào khoảng cách và cường độ ánh sáng. Chẳng hạn, một chiếc lá rơi dưới ánh nắng buổi chiều sẽ tạo nên bóng loang mờ ảo trên mặt đất, trong khi ánh sáng từ một ngọn đèn nhỏ sẽ chỉ tạo ra bóng cục bộ, rõ nét và thu hẹp trong phạm vi chiếu sáng. Điều này mang đến sự hài hòa thị giác, khiến cảnh vật trở nên thuyết phục và giàu chiều sâu.

Global illumination chiếu sáng toàn cục tự nhiên

Một trong những điểm đột phá quan trọng nhất của ray tracing nằm ở khả năng mô phỏng ánh sáng gián tiếp và chiếu sáng toàn cục. Trong thực tế, ánh sáng không chỉ đi thẳng từ nguồn đến vật thể mà còn phản xạ nhiều lần giữa các bề mặt, tạo ra những hiệu ứng lan tỏa phức tạp. Các công nghệ đồ họa truyền thống thường khó tái hiện hiện tượng này một cách chính xác, dẫn đến cảm giác “thiếu sáng” hoặc sai lệch màu sắc trong cảnh vật.

Với ray tracing, ánh sáng phản xạ được tính toán liên tục khi tương tác với các vật liệu khác nhau, từ đó tạo nên sự phân bổ ánh sáng tự nhiên hơn. Một căn phòng với tường sơn màu xanh sẽ làm ánh sáng phản xạ ngả xanh, lan tỏa khắp không gian, mang đến sự đồng nhất và chiều sâu về màu sắc. Đây chính là yếu tố khiến hình ảnh đạt được chất lượng điện ảnh, giàu cảm xúc và sống động đến từng chi tiết.

Ambient occlusion bóng môi trường tăng cường chiều khối

Ambient occlusion là kỹ thuật bổ sung cho sự chân thực của vật thể trong không gian bằng cách mô phỏng bóng mờ ở những vị trí khuất sáng hoặc nơi tiếp xúc giữa các vật thể. Trong thực tế, những khe hẹp, góc khuất hay vùng tiếp giáp luôn ít ánh sáng hơn, tạo nên những mảng tối nhỏ nhưng có ý nghĩa lớn trong việc thể hiện độ khối và sự hiện diện vật lý.

Khi được kết hợp với ray tracing, ambient occlusion đạt đến mức độ chính xác cao hơn nhiều so với các thuật toán cũ. Mỗi pixel được tính toán dựa trên luồng sáng thực tế, tạo nên sự phân bổ bóng mờ tự nhiên. Nhờ đó, các viên gạch, mạch gỗ hay chi tiết nhỏ trong kiến trúc hiện lên rõ rệt, mang đến cảm giác không gian sâu và giàu chi tiết, giúp người quan sát tin tưởng hơn vào thế giới ảo mà họ đang trải nghiệm.

Emissive lighting ánh sáng phát quang chân thực

Ngoài ánh sáng từ các nguồn tự nhiên như mặt trời hay đèn điện, trong game còn tồn tại nhiều loại ánh sáng phát quang từ vật thể như màn hình điện tử, đèn neon, ngọn lửa hay tia lửa điện. Trước đây, những nguồn sáng này chỉ đóng vai trò như một hình ảnh sáng chói mà không thực sự chiếu sáng môi trường xung quanh, tạo nên sự thiếu tự nhiên.

Ray tracing đã thay đổi điều đó bằng cách mô phỏng khả năng phát sáng và tỏa sáng ra không gian của các vật thể. Ánh sáng từ một ngọn đuốc trong hầm tối có thể lan tỏa ra khung cảnh xung quanh với sắc vàng ấm, màn hình LED trong căn phòng hiện đại có thể phủ ánh sáng xanh mát lên những bức tường, hay lửa từ vụ nổ có thể phản chiếu mạnh mẽ lên các bề mặt kim loại gần đó. Hiệu ứng này làm tăng tính điện ảnh, đồng thời mang đến trải nghiệm hình ảnh giàu cảm xúc và sức thuyết phục.

Các dòng card hỗ trợ Ray Tracing

Ray tracing là công nghệ đòi hỏi sức mạnh tính toán rất lớn, vì vậy chỉ một số dòng card đồ họa chuyên biệt mới có thể xử lý tốt. Nvidia là hãng tiên phong với GeForce RTX 2000 series, mở đầu cho việc đưa ray tracing thời gian thực vào game. Tiếp đó, RTX 3000 và RTX 4000 series tiếp tục nâng cấp số lượng nhân RT, cải thiện tốc độ xử lý ánh sáng, đồng thời hỗ trợ công nghệ DLSS giúp hình ảnh sắc nét mà vẫn duy trì hiệu năng ổn định.

Ở phía AMD, dòng Radeon RX 6000 series với kiến trúc RDNA 2 cũng đã tích hợp ray tracing ở mức phần cứng, mở rộng thêm lựa chọn cho game thủ. Một số card cũ như GTX 1000 series có thể bật ray tracing thông qua driver, nhưng hiệu suất bị hạn chế rõ rệt. Để có trải nghiệm hình ảnh tối ưu, các dòng RTX mới hoặc RX 6000 trở lên vẫn là lựa chọn phù hợp nhất.

Những tựa game hỗ trợ tính năng Ray Tracing

Để tiện theo dõi, dưới đây là bảng tổng hợp một số tựa game nổi bật có hỗ trợ ray tracing, được phân chia theo thể loại:

Bảng trên cho thấy ray tracing không chỉ xuất hiện ở các tựa game bom tấn AAA, mà còn lan rộng sang nhiều thể loại khác nhau, từ indie đến remake, trở thành chuẩn mực mới trong thiết kế đồ họa game.

Bạn đang cần laptop gaming cấu hình mạnh chiến các loại game thì tham khảo ngay các sản phẩm tại CellphoneS ngay:

Hướng dẫn cách bật Ray Tracing trên một số tựa game PC

Ray tracing không tự động được kích hoạt trong mọi trò chơi. Người chơi cần đảm bảo máy tính đủ cấu hình và thao tác đúng trong phần cài đặt game để trải nghiệm ánh sáng, phản chiếu và bóng đổ chân thực nhất. Việc bật ray tracing khá đơn giản, tuy nhiên mỗi trò chơi sẽ có những mục tùy chỉnh riêng mà bạn cần chú ý.

Yêu cầu cấu hình

Để ray tracing hoạt động mượt mà, cấu hình phần cứng đóng vai trò quan trọng:

• GPU hỗ trợ ray tracing: Nvidia RTX 2000/3000/4000 hoặc AMD RX 6000 trở lên.
• Hệ điều hành: Windows 10/11 với DirectX 12 hoặc nền tảng Vulkan.
• CPU & RAM: CPU đa nhân mạnh mẽ, RAM tối thiểu 16GB để xử lý ổn định.
• Màn hình: Tần số quét cao (144Hz trở lên) giúp giảm cảm giác giật khi FPS bị tụt.

Cách bật ray tracing trong Fortnite

Để trải nghiệm đồ họa chân thực hơn trong game, bạn có thể dễ dàng kích hoạt tính năng Ray Tracing theo các bước sau:

1. Mở phần Cài đặt

Truy cập vào Settings (Cài đặt) trên thiết bị.

2. Tìm mục Ray Tracing

Cuộn xuống danh sách và chọn Ray Tracing.

3. Kích hoạt tính năng

Chuyển tùy chọn sang On để bật Ray Tracing và hoàn tất.

Cách bật ray tracing trong Call of Duty: Black Ops Cold War

Để tối ưu chất lượng hình ảnh và trải nghiệm đồ họa chân thực hơn, bạn có thể kích hoạt tính năng Ray Tracing theo các bước dưới đây:

1. Truy cập Settings

Mở Cài đặt (Settings) trên thiết bị hoặc trong game.

2. Vào mục Graphics

Chọn Graphics (Đồ họa) để điều chỉnh các tùy chọn hiển thị.

3. Kích hoạt Ray Tracing

Kéo xuống tìm Ray Tracing, sau đó chuyển sang ENABLE để bật tính năng.

Trên đây, Sforum đã chia sẻ về Ray Tracing là gì? Công nghệ này không chỉ thay đổi chuẩn mực hình ảnh trong game mà còn hứa hẹn sẽ định hình lại toàn bộ trải nghiệm thị giác của người dùng trong tương lai. Hy vọng rằng với sự phát triển của phần cứng và tối ưu phần mềm, ray tracing sẽ ngày càng phổ biến, để bất kỳ ai cũng có thể tiếp cận và tận hưởng thế giới ảo sống động, giàu chiều sâu mà nó mang lại.

Xem thêm: 

• Sáng tạo không giới hạn với Mac và iPad cho tư duy hiện đại
• Debian là gì? Ưu điểm và tương lai của hệ điều hành Debian
• Các bài viết tại chuyên mục: Máy tính - Laptop - Tablet