Tin tức Vũ trụ TV

Đồ hoạ máy tính tạo ra hình ảnh chân thực hơn cho công nghệ của ngày nay và tương lai

Ngày:
Th7 29, 2020
Tóm lược:

Các kỹ thuật phần mềm mới làm cho ánh sáng trong hình ảnh do máy tính tạo ra trông thực tế hơn để sử dụng trong các trò chơi video, thực tế mở rộng và các công cụ trực quan khoa học.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Các nhà nghiên cứu tại Dartmouth phối hợp với các đối tác trong ngành đã phát triển các kỹ thuật phần mềm làm cho ánh sáng trong hình ảnh do máy tính tạo ra trông thật hơn. Nghiên cứu này sẽ được trình bày tại hội nghị ACM SIGGRAPH sắp tới, địa điểm hàng đầu để nghiên cứu về đồ họa máy tính.

ReSTIR tăng đáng kể chất lượng kết xuất trên card đồ họa của máy tính bằng cách sử dụng lại các tia được theo dõi trong các pixel lân cận và trong các khung trước đó. Ảnh này so sánh quá trình kết xuất ReSTIR (r) với kỹ thuật cũ hơn (l).TÍN DỤNG
Tín dụng hình ảnh: Amazon, Turbosquid, Kate Anderson.
ReSTIR tăng đáng kể chất lượng kết xuất trên card đồ họa của máy tính bằng cách sử dụng lại các tia được theo dõi trong các pixel lân cận và trong các khung trước đó. Ảnh này so sánh quá trình kết xuất ReSTIR (r) với kỹ thuật cũ hơn (l).
TÍN DỤNG Tín dụng hình ảnh: Amazon, Turbosquid, Kate Anderson.

Các kỹ thuật mới tập trung vào đồ họa “thời gian thực” cần duy trì ảo giác về tính tương tác khi các cảnh thay đổi để đáp ứng với các chuyển động của người dùng. Những đồ họa này có thể được sử dụng trong các ứng dụng như trò chơi video, thực tế mở rộng và các công cụ trực quan khoa học.

Cả hai bài báo đều chứng minh làm thế nào các nhà phát triển có thể tạo ra các hiệu ứng ánh sáng tinh vi bằng cách điều chỉnh một kỹ thuật kết xuất phổ biến được gọi là dò tia.

Wojciech Jarosz, phó giáo sư khoa học máy tính tại Dartmouth, người từng làm nhà nghiên cứu cao cấp cho cả hai dự án chia sẻ: “Trong thập kỷ qua, việc dò tia đã làm tăng đáng kể tính chân thực và sự phong phú về hình ảnh của hình ảnh do máy tính tạo ra trong các bộ phim mà việc tạo ra một khung hình duy nhất có thể mất hàng giờ. Các bài báo của chúng tôi mô tả hai cách tiếp cận rất khác nhau để đưa ánh sáng theo tia thực tế đến các ràng buộc của đồ họa thời gian thực.”

UberBake có thể mô tả các thay đổi ánh sáng tinh tế để đáp ứng với các tương tác của người dùng, chẳng hạn như mở cửa. Những hình ảnh cạnh nhau này so sánh một hình ảnh với quá trình tắt (l) và trên (r) .Image © 2019 Activision Publishing, Inc.
UberBake có thể mô tả các thay đổi ánh sáng tinh tế để đáp ứng với các tương tác của người dùng, chẳng hạn như mở cửa. Những hình ảnh cạnh nhau này so sánh một hình ảnh với quá trình tắt (l) và trên (r) .
Image © 2019 Activision Publishing, Inc.

Dự án đầu tiên được phát triển với NVIDIA đã hình dung ra các khả năng cho các trò chơi trong tương lai khi các nhà phát triển kết hợp nền tảng dò tia RTX được tăng tốc phần cứng của NVIDIA. Các trò chơi gần đây đã bắt đầu sử dụng RTX cho bóng và phản xạ vật lý chính xác nhưng chất lượng và độ phức tạp của ánh sáng hiện bị giới hạn bởi số lượng tia nhỏ có thể được theo dõi trên mỗi khung hình.

Kỹ thuật mới được gọi là tái định hình tầm quan trọng không gian dựa trên hồ chứa (ReSTIR), tạo ra ánh sáng thực và bóng tối từ hàng triệu nguồn sáng nhân tạo. Phương pháp ReSTIR làm tăng đáng kể chất lượng kết xuất trên card đồ họa của máy tính bằng cách sử dụng lại các tia được theo dõi trong các pixel lân cận và trong các khung trước đó.

Kỹ thuật mới có thể được tích hợp vào thiết kế của các trò chơi trong tương lai và hoạt động nhanh hơn tới 65 lần so với các kỹ thuật kết xuất trước đây.

Công nghệ này không chỉ thú vị cho những gì nó có thể mang lại cho các ứng dụng thời gian thực như trò chơi mà còn tác động của nó trong ngành công nghiệp điện ảnh và hơn thế nữa.

Dự án thứ hai được thực hiện với sự hợp tác của Activision, mô tả cách nhà phát hành trò chơi video đã kết hợp các hiệu ứng ánh sáng ngày càng thực tế vào các trò chơi của mình.

Theo truyền thống, các trò chơi video tạo ra các chuỗi ánh sáng trong thời gian thực bằng cách sử dụng các giải pháp được gọi là “nướng”: sự chiếu sáng theo tia phức tạp chỉ được tính một lần trong suốt quá trình tiêu tốn thời gian. Ánh sáng được tạo bằng kỹ thuật này có thể được hiển thị dễ dàng trong quá trình chơi trò chơi, nhưng nó bị hạn chế giả định một cấu hình cố định cho một cảnh. Do đó, ánh sáng không thể dễ dàng phản ứng với chuyển động của nhân vật và máy ảnh.

Bài viết nghiên cứu mô tả cách Activision dần phát triển hệ thống “UberBake” của mình từ cách tiếp cận tĩnh sang phương pháp có thể mô tả các thay đổi ánh sáng tinh tế để đáp ứng với các tương tác của người chơi, như bật và tắt đèn, hoặc mở và đóng cửa.

Do UberBake được phát triển trong nhiều năm để hoạt động trên các trò chơi hiện tại, nên nó cần phải hoạt động trên nhiều loại phần cứng hiện có, từ máy tính cao cấp đến máy chơi game thế hệ trước.

Trò chơi điện tử được sử dụng bởi hàng triệu người trên khắp thế giới. Với rất nhiều người tương tác với các trò chơi video, công nghệ này có thể có tác động rất lớn.

Các nhà nghiên cứu của Dartmouth trên cả hai dự án đều liên kết với Phòng thí nghiệm máy tính trực quan Dartmouth.

Những sự hợp tác trong ngành này thật tuyệt vời. Chúng cho phép sinh viên của các nhà khoa học làm việc trong nghiên cứu học thuật cơ bản được thông báo bởi các vấn đề thực tế trong ngành, cho phép công việc có tác động ngay lập tức, thực tế hơn”

Các tài liệu nghiên cứu sẽ được xuất bản trong Giao dịch ACM trên Đồ họa (ACM Transactions on Graphics) và được trình bày tại SIGGRAPH 2020 diễn ra trực tuyến trong mùa hè.


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Dartmouth . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Bài viết liên quan

Bài viết mới