Unreal Engine có sử dụng công nghệ dò tia (Ray Tracing) không?

Công nghệ dò tia (ray tracing) đã trở thành một trong những bước tiến lớn trong ngành công nghiệp đồ họa, hứa hẹn mang đến hình ảnh mà trước đây chỉ có thể thấy trong các bộ phim Hollywood kinh phí lớn. Nếu bạn là nhà phát triển, game thủ, hay chỉ là người đam mê công nghệ, chắc hẳn bạn đã từng tự hỏi: “Unreal Engine có sử dụng dò tia không?”

Câu trả lời ngắn gọn là: Có, chắc chắn rồi. Unreal Engine không chỉ hỗ trợ dò tia; nó đã hoàn toàn áp dụng và tích hợp công nghệ này vào quy trình kết xuất cốt lõi của mình để đẩy giới hạn của chủ nghĩa hiện thực ảnh thời gian thực.

Trongbài blog hôm nay, chúng ta sẽ phân tích chi tiết cách Unreal Engine sử dụng công nghệ này

Hãy cùng bắt đầu nhé!

Nguồn hình ảnh: Epic Games

Unreal Engine đã chính thức hỗ trợ dò tia (ray tracing) từ phiên bản 4.22, và với sự ra mắt của Unreal Engine 5 (UE5), bộ tính năng này đã đạt đến một cấp độ hoàn toàn mới. Nó không còn chỉ là một “phần bổ sung tùy chọn” nữa mà là một phần cơ bản trong cách engine xử lý ánh sáng và hình học thông qua các hệ thống như Nanite và Lumen.

Ở cấp độ phần cứng, Unreal Engine tận dụng các GPU hiện đại hỗ trợ dò tia thông qua các API như DirectX 12 và Vulkan. Khi dò tia được bật, engine sẽ xây dựng các cấu trúc tăng tốc, đáng chú ý nhất là Bounding Volume Hierarchies (BVH), để dò tia hiệu quả qua các cảnh phức tạp. Các cấu trúc này cho phép Unreal Engine tính toán tương tác ánh sáng chính xác với hình học, tạo ra các phản chiếu và bóng đổ chính xác về mặt vật lý, phản ứng linh hoạt với các thay đổi trong cảnh, chuyển động của camera và điều kiện ánh sáng.

Dưới đây là những cách chính mà Unreal Engine sử dụng kỹ thuật dò tia để nâng cao chất lượng hình ảnh:

• Phản chiếu dò tia: Không giống như phản chiếu không gian màn hình (SSR) truyền thống thường bị lỗi khi đối tượng di chuyển ra khỏi khung hình, phản chiếu dò tia phản ánh chính xác toàn bộ môi trường, bao gồm cả các nhân vật chuyển động và các vật liệu có độ chi tiết cao như nước hoặc kim loại.
• Chiếu sáng toàn cục (GI) dò tia: Điều này tạo ra sự phản chiếu ánh sáng tự nhiên. Ví dụ, nếu một nguồn sáng mạnh chiếu vào một bức tường màu đỏ, bạn sẽ thấy một vệt đỏ mềm mại “lan” xuống sàn nhà, làm cho cảnh vật trông chân thực và sống động hơn.
• Bóng đổ dò tia: Không còn những bóng đổ bị vỡ hạt. Dò tia cung cấp những bóng đổ mềm mại, chính xác theo tiếp xúc và phản ứng linh hoạt với những chuyển động nhỏ nhất của ánh sáng.
• Độ trong suốt và khúc xạ: Nếu bạn đang kết xuất thủy tinh, tinh thể hoặc băng, dò tia sẽ tính toán cách ánh sáng bị bẻ cong qua các bề mặt đó, mang lại cho chúng vẻ ngoài hoàn hảo. 
• Hiệu ứng che khuất môi trường (Ambient Occlusion): Hiệu ứng này tạo thêm chiều sâu và “bụi bẩn” chân thực ở những chỗ giao nhau của các bề mặt, chính xác hơn nhiều so với các kỹ thuật cũ hơn như SSAO.

Nguồn hình ảnh: Epic Games

Một trong những câu hỏi phổ biến nhất mà chúng tôi thường thấy là liệu Lumen (hệ thống chiếu sáng đặc trưng của UE5) có giống với dò tia (ray tracing) hay không. Lumen là một hệ thống chiếu sáng toàn cục có thể sử dụng dò tia, nhưng nó rất linh hoạt. Nó cung cấp hai chế độ:

• Lumen software: Chế độ này chạy mà không cần phần cứng dò tia chuyên dụng, rất phù hợp cho các PC tầm trung.
• Lumen phần cứng (Lumen dò tia): Chế độ này sử dụng dò tia tăng tốc phần cứng trên các GPU được hỗ trợ. Khi bật chế độ này, bạn sẽ có được phản chiếu tốt hơn đáng kể, chiếu sáng toàn cục chính xác hơn và chất lượng ánh sáng tổng thể cao hơn.

Sự linh hoạt này là một trong những điểm mạnh lớn nhất của UE5; bạn có thể chọn sự cân bằng tốt nhất giữa hiệu suất và độ chân thực cho dự án cụ thể của mình.

Về dò đường dẫn (Path Tracing), đối với những người làm việc trong lĩnh vực phim ảnh, kiến ​​trúc (archviz) hoặc quảng cáo cao cấp, Unreal Engine cũng bao gồm Path Tracer. Trong khi dò tia tiêu chuẩn được xây dựng cho hiệu suất thời gian thực (trò chơi), Path Tracer được thiết kế để kết xuất ngoại tuyến. Nó chậm hơn nhưng cung cấp các khung hình chất lượng Pixar với độ chính xác đáng kinh ngạc. Nó rất phù hợp cho các phân cảnh điện ảnh mà bạn không cần duy trì tốc độ khung hình cao trong quá trình chơi game.

Nguồn hình ảnh: Unreal Engine

Việc tải hàng triệu tia sáng mỗi giây đòi hỏi sức mạnh tính toán đáng kể. Để sử dụng dò tia phần cứng trong Unreal Engine, bạn sẽ cần phần cứng cụ thể:

• GPU tối thiểu: Bạn cần một card đồ họa hỗ trợ dò tia phần cứng, chẳng hạn như dòng NVIDIA RTX 2000 trở lên hoặc dòng AMD Radeon RX 6000 trở lên.
• Khuyến nghị cho công việc chuyên nghiệp: RTX 4090 hoặc 5090 là lý tưởng để có quy trình làm việc mượt mà.
• Cấu hình cao cấp: Đối với những người thực hiện dò đường dẫn điện ảnh nặng, nên sử dụng RTX 4090 hoặc thậm chí là máy trạm đa GPU.
• Bộ nhớ: Nên sử dụng ít nhất 32GB RAM và ổ SSD NVMe tốc độ cao để xử lý khối lượng dữ liệu.

Nguồn hình ảnh: Unreal Engine

Hãy đảm bảo GPU của bạn hỗ trợ dò tia phần cứng (như NVIDIA RTX hoặc AMD RDNA2+). Dò tia sẽ không hoạt động trên các card đồ họa không được hỗ trợ hoặc card đồ họa cấp thấp.

Bước 1: Mở cài đặt dự án

Khởi chạy Unreal Engine 5 và mở dự án của bạn. Vào Chỉnh sửa → Cài đặt dự án.

Bước 2: Bật DirectX 12

Trong Nền tảng → Windows, đặt RHI mặc định thành DirectX 12. Điều này là cần thiết để dò tia phần cứng hoạt động đúng cách.

Bước 3: Bật Dò tia phần cứng

Cuộn xuống phần Kết xuất và bật Hỗ trợ Dò tia phần cứng. Unreal Engine sẽ yêu cầu bạn khởi động lại trình chỉnh sửa, xác nhận và khởi động lại.

Bước 4: Kích hoạt các tính năng dò tia

Sau khi khởi động lại, quay lại cài đặt Kết xuất và bật các tính năng như Bóng dò tia, Phản chiếu dò tia hoặc Che khuất môi trường dò tia, tùy thuộc vào nhu cầu dự án của bạn.

Hardware Lumen (Tùy chọn): Trong cùng phần cài đặt, tìm kiếm “Lumen” và bật Dò tia phần cứng để có chất lượng tốt hơn nữa.

Nguồn hình ảnh: Unreal Engine

• Ưu điểm

Một trong những ưu điểm lớn nhất của công nghệ dò tia trong Unreal Engine 5 là sự cải thiện đáng kể về tính chân thực hình ảnh. Ánh sáng, phản chiếu và bóng đổ được tạo ra bằng công nghệ dò tia hoạt động một cách chính xác về mặt vật lý, tạo ra kết quả tự nhiên hơn so với các kỹ thuật rasterization truyền thống. Phản chiếu có thể hiển thị chính xác các vật thể ngoài màn hình, vật liệu trong suốt và các bề mặt phức tạp, trong khi bóng đổ trông mềm mại và chân thực hơn dựa trên khoảng cách và kích thước nguồn sáng.

Một lợi ích lớn khác là tính nhất quán trong các kịch bản chiếu sáng. Với công nghệ dò tia, chiếu sáng toàn cục và che khuất môi trường phản ứng linh hoạt với các thay đổi trong cảnh, giảm nhu cầu về ánh sáng được tính toán trước hoặc điều chỉnh thủ công. Điều này giúp quá trình lặp lại nhanh hơn, vì các nghệ sĩ có thể sửa đổi ánh sáng, vật liệu hoặc hình học và ngay lập tức thấy kết quả chính xác trong thời gian thực.

Công nghệ dò tia trong Unreal Engine 5 cũng tích hợp mượt mà với các hệ thống kết xuất hiện đại như Lumen. Khi bật dò tia phần cứng, Lumen có thể đạt được độ chính xác và ổn định cao hơn, đặc biệt là trong phản chiếu và chiếu sáng gián tiếp.

• Nhược điểm

Một trong những nhược điểm lớn nhất của việc sử dụng dò tia trong Unreal Engine là nó đòi hỏi tài nguyên GPU cực kỳ lớn. Dò tia thời gian thực yêu cầu GPU phải tính toán các đường đi của ánh sáng, phản xạ và bóng đổ phức tạp trong mỗi khung hình, điều này làm tăng đáng kể khối lượng công việc kết xuất. Đối với các dự án hướng đến hiệu suất thời gian thực mượt mà, cường độ GPU này có thể trở thành một nút thắt cổ chai lớn.

Một hạn chế quan trọng khác là dò tia không phù hợp với phần cứng cấp thấp hoặc cũ. Dò tia tăng tốc phần cứng dựa trên các GPU hiện đại với các lõi dò tia chuyên dụng, có nghĩa là nhiều người dùng đơn giản là không thể truy cập các tính năng này. Điều này tạo ra thách thức cho người mới bắt đầu hoặc các studio nhỏ.

Dò tia yêu cầu tối ưu hóa nhiều hơn đáng kể khi được sử dụng trong trò chơi. Không giống như kết xuất ngoại tuyến, các ứng dụng thời gian thực phải duy trì tốc độ khung hình ổn định trong điều kiện thay đổi liên tục. Các nhà phát triển phải kiểm soát cẩn thận số lượng tia, giới hạn phản xạ, tỷ lệ độ phân giải và khử nhiễu để tránh giảm hiệu suất.

Unreal Engine có sử dụng dò tia (ray tracing) không? Có, sử dụng rất nhiều và rộng rãi. Cho dù bạn đang xây dựng tựa game AAA tiếp theo, một kiệt tác điện ảnh hay một phim trường ảo, Unreal Engine đều cung cấp một trong những hệ thống dò tia tiên tiến nhất thế giới. Unreal Engine thực sự sử dụng dò tia, nhưng nó tiếp cận công nghệ này một cách thông minh và linh hoạt thay vì chỉ dựa vào nó. Bằng cách kết hợp dò tia tăng tốc phần cứng với rasterization truyền thống và các hệ thống hiện đại như Lumen, Unreal Engine cho phép người sáng tạo đạt được mức độ chân thực cao trong khi vẫn duy trì khả năng kiểm soát hiệu năng. Điều này làm cho dò tia trở thành một tùy chọn mạnh mẽ, chứ không phải là một tính năng bắt buộc.

Việc dò tia có phải là lựa chọn phù hợp hay không phụ thuộc vào mục tiêu dự án, phần cứng mục tiêu và yêu cầu hiệu năng của bạn.

iRender giải phóng sức sáng tạo của bạn với tài nguyên render GPU không giới hạn. Render farm của chúng tôi sở hữu những máy render 3D mạnh mẽ nhất. Cấu hình từ 1 đến 8 GPU với RTX 4090 cao cấp, CPU Threadripper Pro, RAM 256GB và ổ SSD 2TB – máy của iRender có thể đáp ứng mọi yêu cầu dự án 3D. Chúng tôi hỗ trợ tất cả phần mềm 3D, bao gồm Unreal Engine 5.

Sau khi thuê máy của chúng tôi, bạn sẽ sở hữu chúng như máy trạm cá nhân của mình. Do đó, bạn có thể cài đặt UE 5 trên đó. Tất cả các máy chủ của chúng tôi đều được trang bị:

• AMD Ryzen™ Threadripper™ PRO 3955WX (3.9-4.2GHz) or

• AMD Ryzen™ Threadripper™ PRO 5975WX (3.6-4.5GHz)

• 1/2/4/6/8x – 4090

• 256GB RAM
• 2TB NVMe SSDs

Với Unreal Engine 5, nó chỉ sử dụng 1 GPU nên máy chủ đơn card 4090 của chúng tôi là lựa chọn tốt nhất. Bạn có thể tham khảo cấu hình của nó tại đây:

Hãy cùng xem một số video thử nghiệm của chúng tôi trên Unreal Engine!

TRẢI NGHIỆM MIỄN PHÍ các máy chủ RTX 4090 của chúng tôi và tăng tốc độ render ngay bây giờ!

Để biết thêm thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua live chat 24/7 hoặc WhatsApp: +(84) 912-785-500 hoặc Email: [email protected].

iRender – Happy Rendering!