DXR thay đổi cách game xử lý cảnh phức tạp
DirectX Raytracing (DXR) là giao diện của Microsoft giúp trò chơi sử dụng GPU để dò đường đi của tia sáng, qua đó tạo phản chiếu và bóng đổ chân thực hơn so với cách dựng hình thông thường. Microsoft vừa công bố những cải tiến đáng kể cho DXR trong DirectX 12 Agility SDK 1.722 Preview, nhắm đến các cảnh 3D phức tạp và thay đổi liên tục. Đây là bước nâng cấp đáng chú ý vì ray tracing PC không chỉ đòi hỏi GPU tính toán tia sáng; hệ thống còn phải xây dựng và cập nhật cấu trúc dữ liệu mô tả hình học của cảnh. Với thế giới game nhiều vật thể chuyển động, hình học chi tiết và dữ liệu được tải liên tục, khâu quản lý này có thể ngốn đáng kể tài nguyên. Hướng đi mới vì thế hợp lý: giảm chi phí chuẩn bị cảnh để GPU dành thêm năng lực cho phần hình ảnh mà người chơi thực sự nhìn thấy.
Cụm hình học và cấu trúc phân vùng hứa hẹn giảm tải
Hai thay đổi nổi bật trong bản Preview là Clustered Geometry và Partitioned Top-Level Acceleration Structures (PTLAS), cùng cơ chế xây dựng cấu trúc tăng tốc do GPU điều khiển. Clustered Geometry chia hình học thành các cụm có thể tái sử dụng, mỗi cụm chứa tối đa 256 tam giác và đỉnh. Thay vì dựng lại toàn bộ dữ liệu sau mỗi thay đổi, nhà phát triển có thể ghép và cập nhật các cụm cần thiết. PTLAS xử lý ở cấp toàn cảnh: khi một phần thế giới game thay đổi, những khu vực không đổi có thể được giữ lại. Ý nghĩa lớn hơn là nhà phát triển có cơ hội dùng mô hình hình học chi tiết hơn cho cả rasterization lẫn ray tracing, thay vì phải hy sinh độ chi tiết để tiết kiệm tài nguyên. Đây mới là tiềm năng kỹ thuật, không phải lời hứa rằng mọi game sẽ tự động chạy nhanh hơn.
Kết quả thử nghiệm ấn tượng, nhưng chưa đại diện cho mọi game
Trong cảnh thử nghiệm của Microsoft chạy trên AMD Radeon RX 9070, chuyển từ cấu trúc BLAS truyền thống sang Clustered Geometry giúp tốc độ tăng từ 1,2 lên 79 FPS, khoảng 66 lần. Thời gian xây dựng cấu trúc giảm từ 788 xuống 3,11 mili giây; bộ nhớ dành cho cấu trúc tăng tốc cũng giảm gần 90%, từ khoảng 7,3 GiB xuống 774 MiB. Những con số này cho thấy tiềm năng tối ưu rất lớn, nhưng chúng đến từ một dự án mẫu với cách triển khai và khối lượng công việc cụ thể. Kết quả thực tế sẽ tùy game, GPU và cách nhà phát triển áp dụng; hơn nữa, bộ nhớ tạm cần thiết trong thử nghiệm lại tăng đáng kể. Vì vậy, xem đây là bằng chứng cho một hướng tối ưu đáng theo dõi thì hợp lý hơn là coi mức tăng hiệu năng ấy như dự báo cho mọi cấu hình.
Preview cho DXR, Retail cho Advanced Shader Delivery
Cần phân biệt rõ hai nhánh cập nhật. Clustered Geometry, PTLAS và các cải tiến ray tracing nằm trong DirectX 12 Agility SDK 1.722 Preview; chúng chưa đồng nghĩa với tính năng đã phát hành rộng rãi. Ngược lại, Agility SDK 1.620 Retail đã bổ sung cải tiến cho Advanced Shader Delivery, công nghệ tối ưu việc phân phối shader. Tính năng Partial Graphics Programs cho phép tái sử dụng các thành phần shader đã biên dịch trên nhiều cấu hình pipeline, qua đó có thể giảm dung lượng gói và khối lượng biên dịch. Tác động tiềm năng là giảm tình trạng khựng hình liên quan đến shader, nhưng tối ưu này hiện mới hỗ trợ Radeon RX 7000 và RX 9000; hỗ trợ từ các hãng khác dự kiến sẽ đến sau. Các tính năng DXR mới cũng cần nhà phát triển tích hợp và trình điều khiển tương thích, nên người chơi chưa có mức tăng hiệu năng tức thì. Thời điểm game thương mại áp dụng vẫn chưa rõ. Microsoft cho biết Shader Model 6.10 còn ở giai đoạn thử nghiệm, dự kiến phát hành cùng SDK 1.621 vào đầu tháng 12.
Kết luận: bản nâng cấp DXR đặt nền móng đáng kể cho việc giảm chi phí xây dựng và cập nhật cấu trúc ray tracing, nhất là trong thế giới game động và giàu chi tiết. Nếu các nhà phát triển khai thác tốt những công cụ này, GPU có thể dành tài nguyên hiệu quả hơn cho ánh sáng, phản chiếu và bóng đổ. Nhưng khoảng cách giữa một bản Preview và lợi ích trong trò chơi thực tế vẫn còn: cần thời gian triển khai, driver phù hợp và kiểm chứng trên nhiều cấu hình. Đây là tin tốt cho tương lai của ray tracing PC, chưa phải lý do để kỳ vọng game hiện có tăng tốc ngay.
