Ngành công nghiệp game đã theo đuổi việc tạo ra chiếu sáng toàn cục thời gian thực hiệu quả trong nhiều thập kỷ qua. Hiện tại, Path of Exile 2 đang giới thiệu một bước đột phá trong công nghệ ánh sáng có tên Radiance Cascades, được phát triển bởi Alexander Sannikov, hứa hẹn mang lại hiệu suất ấn tượng với chi phí tính toán không đổi.
Cách tiếp cận đột phá trong công nghệ chiếu sáng
Theo các nhà phát triển của Path of Exile 2, kỹ thuật Radiance Cascades đạt được các chỉ số hiệu suất đáng chú ý, với giải pháp chiếu sáng toàn cục chạy ở mức chỉ 0.8ms cho cảnh 4K trên card đồ họa NVIDIA RTX 4090. Điều đặc biệt đáng chú ý là hiệu suất này vẫn duy trì ổn định bất kể độ phức tạp của cảnh.
Tính năng và lợi ích chính
- Độ trễ bằng không : Khác với các giải pháp chiếu sáng truyền thống dựa vào tích lũy thời gian, Radiance Cascades cung cấp phản hồi tức thì, rất lý tưởng cho các hiệu ứng chuyển động nhanh.
- Thân thiện với họa sĩ : Hệ thống tự động xử lý ánh sáng gián tiếp, có nghĩa là các hiệu ứng hạt và các yếu tố động khác tự nhiên phát ra ánh sáng mà không cần thêm công sức từ họa sĩ.
- Hiệu suất ổn định : Chi phí tính toán luôn giữ nguyên qua các cảnh khác nhau, mang lại hiệu suất dễ dự đoán cho các nhà phát triển.
Triển khai kỹ thuật
Hệ thống hoạt động bằng cách tạo ra một hệ thống phân cấp các cascade - lưới các đầu dò thu thập thông tin ánh sáng ở các độ phân giải khác nhau. Mỗi cấp cascade đánh đổi giữa độ phân giải không gian và góc, cho phép thu thập hiệu quả cả chi tiết gần và thông tin ánh sáng từ xa.
Những hạn chế hiện tại
Các thảo luận từ cộng đồng đã chỉ ra một số điểm cần lưu ý:
- Giới hạn không gian màn hình : Trong triển khai hiện tại, kỹ thuật chỉ tính đến các yếu tố có thể nhìn thấy, nghĩa là các nguồn sáng ngoài màn hình sẽ không đóng góp vào việc chiếu sáng cảnh.
- Cảnh ngoài trời : Vẫn còn những câu hỏi về khả năng mở rộng của kỹ thuật này cho môi trường ngoài trời rộng lớn, nơi tầm nhìn có thể kéo dài nhiều dặm.
- Ánh sáng phản chiếu : Mặc dù triển khai cơ bản tập trung vào ánh sáng khuếch tán, Sannikov đã đề cập đến chiếu sáng toàn cục phản chiếu trong các bài thuyết trình tiếp theo.
Ý nghĩa trong tương lai
Mặc dù Radiance Cascades không hoàn toàn giải quyết được vấn đề chiếu sáng toàn cục thời gian thực, nó đại diện cho một bước tiến quan trọng, đặc biệt là đối với các game có góc nhìn cố định như Path of Exile 2. Kỹ thuật này cũng đã tìm được ứng dụng ngoài lĩnh vực game, với các nhà nghiên cứu áp dụng các nguyên tắc tương tự cho các tính toán vật lý thiên văn.
Với những ai quan tâm đến hiểu biết kỹ thuật sâu hơn, bài thuyết trình đầy đủ của Alexander Sannikov về kỹ thuật này có thể được tìm thấy trong bài nói chuyện tại GDC.