Ray tracing, công nghệ dựng hình ảnh chân thực với ánh sáng vật lý, từ lâu đã được coi là chuẩn mực mới cho đồ họa game. Tuy nhiên, đi kèm với vẻ đẹp mãn nhãn ấy là đòi hỏi khắt khe về phần cứng, khiến nhiều game thủ phải đối mặt với tình trạng sụt giảm hiệu suất đáng kể, ngay cả khi sở hữu những card đồ họa mạnh mẽ nhất. Nhằm giải quyết thách thức này, Microsoft đã giới thiệu DirectX Raytracing (DXR) 1.2, một bản cập nhật đầy hứa hẹn mang đến “cải thiện hiệu suất đột phá” nhờ vào hai công nghệ tiên tiến: Opacity Micromaps và Shader Execution Reordering.
DXR 1.2: Cú Hích Tối Ưu Hiệu Suất Ray Tracing Lên Đến 2.3 Lần
Với DXR 1.2, Microsoft không chỉ đơn thuần cập nhật mà còn tái định hình cách thức ray tracing được xử lý, hứa hẹn mang lại những bước tiến lớn về hiệu năng. Bản cập nhật này, được Microsoft công bố chi tiết tại GDC 2025, tập trung vào việc tối ưu hóa cách thức các shader và tương tác ánh sáng được tính toán, giảm tải đáng kể cho GPU.
Shader Execution Reordering (SER): Sắp Xếp Lại Sức Mạnh Xử Lý
Shader Execution Reordering, hay SER, là một công nghệ then chốt của DXR 1.2, hoạt động đúng như tên gọi của nó. Về cơ bản, SER giải quyết vấn đề “shader divergence” – tình trạng các shader (chương trình nhỏ xử lý ánh sáng và vật liệu) bị thực thi trên các luồng khác nhau, gây ra sự chậm trễ và lãng phí tài nguyên. Bằng cách sắp xếp lại các shader một cách linh hoạt trong quá trình chạy, SER giúp các shader ray tracing được thực thi hiệu quả hơn, đồng bộ hơn.
Công nghệ SER không phải là hoàn toàn mới; Nvidia đã giới thiệu tính năng này cùng với dòng GPU RTX 40-series của mình, và nó tiếp tục được duy trì trên các thế hệ card mới. Tuy nhiên, với DXR 1.2, Microsoft đang mang SER đến với tất cả mọi người. Microsoft khẳng định rằng SER có thể mang lại cải thiện hiệu suất lên đến 2 lần trong một số trường hợp, đồng thời mở đường cho việc phát triển các tựa game sử dụng công nghệ path-tracing phức tạp hơn trong tương lai.
Trò chơi Alan Wake 2 đang chạy, minh họa khả năng đồ họa mạnh mẽ khi ứng dụng ray tracing
Opacity Micromaps (OMMs): Giải Pháp Cho Chi Tiết Độ Trong Suốt Phức Tạp
Cùng với SER, Opacity Micromaps (OMMs) là một tính năng đột phá khác được Microsoft tích hợp trực tiếp vào DXR 1.2. Tương tự như SER, OMMs cũng đã ra mắt lần đầu tiên với GPU Nvidia RTX 40-series. OMMs tập trung vào việc tối ưu hóa tính toán tương tác ánh sáng với các vật thể có độ trong suốt hoặc cấu trúc chi tiết phức tạp, chẳng hạn như sương mù thể tích, lá cây, hoặc các bề mặt lưới mịn.
Thay vì cố gắng tính toán các tương tác ánh sáng phức tạp trên từng chi tiết nhỏ của vật thể, OMMs tạo ra một “micromap” (bản đồ siêu nhỏ) về mức độ opacity (độ mờ/trong suốt) trên vật thể đó. Điều này giúp hệ thống dễ dàng hơn trong việc xác định cách ánh sáng tương tác với các chi tiết này, giảm thiểu gánh nặng tính toán mà vẫn đảm bảo độ chính xác. Microsoft nhấn mạnh rằng OMMs có thể mang lại cải thiện hiệu suất lên đến 2.3 lần trong các tựa game path-traced. Đây là một bước nhảy vọt đáng kể, đặc biệt quan trọng trong các cảnh có sự sắp xếp độ trong suốt phức tạp, như bạn có thể thấy trong Portal RTX.
Slide trình bày cách hoạt động của Opacity Micromaps, công nghệ tối ưu tính toán độ trong suốt trong ray tracing
Mặc dù những cải tiến hiệu suất này có thể “vô hình” đối với người chơi cuối cùng, bởi các nhà phát triển sẽ tận dụng chúng để kích hoạt các tính năng ray tracing mà trước đây không thể thực hiện được, nhưng nó là chìa khóa để mở khóa những trải nghiệm đồ họa chân thực hơn. Mika Vehkala, CTO của Remedy (nhà phát triển tựa game Alan Wake 2), thậm chí đã đồng thuyết trình tại buổi giới thiệu của Microsoft tại GDC, chi tiết hóa cách OMMs và SER hoạt động trong Alan Wake 2.
Microsoft Phổ Cập DXR 1.2 Cho Mọi Nền Tảng
Điểm đáng chú ý là trong khi Nvidia đã triển khai cả hai tính năng này trên dòng GPU RTX 40-series, Microsoft đang tích cực làm việc với các đối tác như AMD, Intel và Qualcomm để đảm bảo hỗ trợ DXR 1.2 trên nhiều nền tảng phần cứng hơn trong tương lai. Điều này có nghĩa là lợi ích về hiệu suất ray tracing sẽ không chỉ dành riêng cho người dùng Nvidia mà sẽ sớm được phổ biến rộng rãi. Microsoft cho biết DXR 1.2 sẽ chính thức có mặt cho các nhà phát triển bắt đầu từ tháng 4.
Cảnh game Alan Wake 2 với hiệu ứng ray tracing ấn tượng, mô phỏng đèn pin chiếu sáng trong bóng tối
Kết Luận
DXR 1.2 cùng với Shader Execution Reordering và Opacity Micromaps đại diện cho một bước tiến quan trọng trong công nghệ đồ họa game. Với khả năng cải thiện hiệu suất ray tracing lên đến 2.3 lần, bản cập nhật này không chỉ giúp người chơi tận hưởng đồ họa đẹp mắt hơn mà còn mở ra cánh cửa cho các nhà phát triển tạo ra những thế giới ảo chân thực và sống động hơn bao giờ hết. Sự hợp tác giữa Microsoft và các ông lớn phần cứng như AMD, Intel, Qualcomm hứa hẹn sẽ đưa công nghệ ray tracing tiên tiến này đến gần hơn với đông đảo game thủ. Hãy cùng chờ đợi những tựa game đỉnh cao sẽ tận dụng tối đa sức mạnh của DXR 1.2 trong tương lai!
