Đồ họa 3D là mối quan tâm không chỉ của những nhà làm game mà còn đóng vai trò quan trọng trong công nghệ nghe nhìn tương lai.
Bạn có thể nhớ hoặc chưa biết đến một video trên YouTube cách đây một vài năm đã tạo nên một điều không tưởng: trên các phần cứng hiện tại, chúng ta đã có thể xây dựng thế giới game không giới hạn chi tiết, và nó sẽ không có bất kì đa giác nào “polygon” như cách làm truyền thống bởi vì chúng được làm riêng lẻ từng phần tử một, cùng hàng nghìn hình dạng phẳng để tạo mô hình 3D, và vì chỉ có các phần tử có thể nhìn thấy được đem vào render nên hình ảnh 3D rất nhanh và không có giới hạn về kích thước point cloud.
Video được tạo bởi Euclideon, một công ty phần mềm Úc, tạo ra thuật toán đầy hứa hẹn và cực kì ấn tượng về “point cloud”. Nhưng từ khi công bố video Euclideon đã gây ra nhiều đồn đoán cho tuyên bố táo bạo của mình vì dường như họ đã làm điều gì đó “không đúng” lệch ra khỏi cách vận hành của các bánh răng công nghiệp bằng các bước tiến xa bất ngờ, và trong 5 năm kể từ khi video xuất hiện đến nay vẫn chưa có tựa game nào sử dụng công nghệ được cho là cách mạng này. Điều có không có nghĩa là nó không tồn tại, nhưng nếu nó là tương lai của xuất hình ảnh theo thời gian thực, chắc chắn nó đã không được chứng minh vì cho đến nay Euclideon mới chỉ chứng minh bằng ánh sáng thô sơ và các hình ảnh động thật tiếc khi phải nói ra điều này.
Nhưng tương lai của đồ họa 3D thời gian thực có thể thật sự đáng kinh ngạc hơn cả video của Euclideon. Để tìm một tuyên bố rõ ràng hơn về tương lai của đồ họa 3D hãy nghe các nhà lãnh đạo về cả phần cứng và phần mềm: Đồng sáng lập Epic Games Tim Sweeney và giám đốc tiếp thị kỹ thuật Tom Petersen của Nvidia nói rõ hơn về điều này.
Simulating light – Mô phỏng ánh sáng
“Kiểu mô phỏng bằng đa giác – polygon sẽ không bị dẹp qua một bên, nhưng ý tưởng xuất hình ảnh phi truyền thống cũng góp một phần nhỏ, tuy nhiên có một vấn đề đó là độ phân giải của màn hình đang tăng lên một cách liên tục theo thời gian, vì thế cái mức phân giải họ làm đã trở nên lỗi thời liên tục” – Sweeney nói, thế giới của thời gian xử lí đồ họa có thể đã đi theo hướng khác mà chúng ta chưa khám phá ra. Nhưng hiện tại polygon là cách tốt nhất để theo kịp với độ phân giải ngày càng tăng hiện nay, và vì các công ty đã dùng phương pháp polygon trong 10 năm qua, nếu thay đổi phương pháp mới sẽ cần tiêu tốn thời gian để làm quen với nó, gồm các công cụ, cách xây dựng thế giới, chất lỏng và mô phỏng các vật thể,..
Pixar Reyes đã hứa hẹn một kỹ thuât, có thể thay thế hoàn toàn cho các dạng truyền thống “Hãy tin rằng nó sẽ giành chiến thắng trong một kịch bản trò chơi nào đó mà các chi tiết được làm tỉ mỉ để chỉnh chu các nhân vật hay môi trường như tóc, thảm thực vật các hiệu ứng, và tin mừng là hiệu suất GPU đã phát triển nhanh hơn mật độ điểm ảnh và sau này 4K và VR sẽ ngày càng đòi hỏi độ phân giải cao hơn nữa” -Sweeney
Nói cách khác, chúng ta vẫn chưa có được sức mạnh để xử lý đồ họa theo thời gian thực ở các độ phân giải hiện tại, nhưng các công ty đang cố gắng để đạt được nó, và nó cần phải có thêm nhiều thời gian hơn nữa. Và ngoài ra còn đang có rất nhiều các phương pháp đang được nghiên cứu nhằm tìm ra giải pháp tốt nhất nên cứ hãy chờ đợi xem điều gì sẽ đến.
Đối với trò chơi theo chủ nghĩa hiện thực thông qua các phong cách, Petersen – Nvidia đã hình dung ra một cách tiếp cận mới “công nghệ” hơn cho đồ họa. Thay vì là một nghệ sĩ vễ một kết cấu, họ chỉ đơn giản là xây dựng một mô hình và diễn tả “đây là ….” Một cái gì đó họ muốn, kèm với đặc tính với thứ đó, và sau đó nó được GPU chuyển thành hình ảnh thì dễ dàng hơn nhiều.
“Tôi nghĩ làm mô phỏng vật lý chính xác cho ánh sáng sẽ càng khó hơn, cần nhiều sức mạnh hơn, nhưng đây không phải là một dấu chấm hết, vẫn còn có những con đường để phát triển được, nhưng cũng đầy các khó khăn” Peterson.
Phá vỡ định luật Moore
Khi xử lý GPU tăng lên, sự phức tạp của các polygon cũng tăng lên đáng kể, cho dù chúng được dựng bằng tay hoặc quét hay bằng một số kỹ thuật dựng hình thay thế thì trong tương lai gần GPU sẽ vấn tiếp tục mạnh hơn, tốt hơn và nhanh hơn.
“GPU vẫn đang chạy nhanh hơn so với định luật Moore, bởi vì rõ ràng chúng ta có thể đi song song và khi bạn đi song song nó thực sự cải thiện hiệu suất khá đáng kể” – Petersen, “Vì vậy, tôi hy vọng rằng GPU sẽ tiếp tục nhanh hơn và nhanh hơn nữa trong các quá trình cải tiến vi xử lí, kiến trúc”.
Số đa giác chúng ta có thể làm ra được không là tất cả, mặc dù nhiều đa giác có thể làm cho các tòa nhà nhìn trông thật tuyệt vời, và các cây cối tốt hơn bao giờ hết, nhưng vẫn tệ khi nhìn vào mặt đất vì rõ ràng thấy được mặt đất được kết cấu bằng các mặt phẳng và không thật. Chúng ta có thể làm cho tất cả mọi thứ giống như trong demo của Euclideon nhưng vẫn thiếu thành phần quan trọng về cách thế giới vận hành: bụi bẩn nó phải ở dưới chân và đôi khi là được gió cuốn đi chứ không phải bệt dính vào một thứ gì đó.
Theo Petersen, máy tính để bàn của chúng ta sẽ “nhanh chóng tiếp cận với chất lượng hình ảnh như thật” cũng như những cải tiến về thuật toán và GPU, hãy cứ tin vào một tương lai tốt hơn hiện tại thì nó sẽ tốt hơn cũng thấy rằng “công nghệ streaming hiện tại đã cải tiến hơn rất nhiều lần so với trước đây, xóa bỏ mọi rào cản ranh giới”
Trực tuyến giữa các thiết bị của chúng ta là một chuyện , nhưng triển vọng của máy tính từ xa mô phỏng thế giới thông qua trò chơi là một chuyện khác đầy háo hứng hơn nhiều.
Những cái còn thiếu
Đối với Sweeney, những vấn đề thú vị nhất bây giờ đều đã được xử lí bởi các phần mềm, còn nếu không có chúng thì cần đến 5 năm để xử lí xong và có thể nói “Chúng ta có những công nghệ mạnh mẽ nhất hiện nay, nhưng dường như chúng ta không sử dụng hết được tiềm năng của nó cho các hoạt động của con người”. Sweeney nhấn mạnh rằng cách thức hoạt động của Multiplayer hầu hết chẳng thay đổi gì trong 20 năm – và chúng ta vẫn đang vô cảm với nó “không kết nối với bất kì người nào khác”.
“Điều gì sẽ xảy ra khi bạn có thể nắm bắt được gương mặt của người khác trong thời gian thực thông qua camera khi họ đang trong VR?, và cả những cử động nhỏ nhất trên cơ thể rồi tái tạo lại nó thành một người kĩ thuật số “digital humans” ngay trong môi trường VR? – sẽ rất khó để diễn tả được nó!”
Sweeney xem xét công phụ phát triển là một phần quan trọng của tương lai: Có được một thế giới hoàn hảo hơn bằng các công cụ trong Unreal Engine, và còn có thể tạo ra ngay trong thế tới VR, và cho cả người dùng không phải là nhà phát triển game chuyên nghiệp. Tầm nhìn tương lai của anh ấy bao gồm thế hệ đang lớn dần trong Minecaft, một thế hệ đang xây dựng môi trường hình ảnh thực tế trong thời gian rãnh rỗi của họ.
“Nếu chúng ta nghĩ về những thứ mà game có thể làm được trong 10 năm qua, thì thật sự chúng ta đã làm theo những gì người chơi mong muốn, người dùng sẽ tạo ra những yêu cầu và những nhà phát triễn sẽ xây dựng nó lên và phát triển nó như các tương các xã hội hoặc cho việc chơi game”.
Và rồi ai sẽ là người xây dựng nên một thế giới tưởng tượng nhưng đầy đủ các chi tiết như đời thực? Câu trả lời sẽ là các studio, họ sẽ sử dụng hàng trăm hàng nghìn người cùng lúc để xây dựng nên trò chơi, vì vậy đây có lẽ là một ngành công nghiệp cần nhiều sự hợp tác từ nhiều phía. Như Sweeney nói, ngoài việc phát triển và tạo ra các phần cứng, những công ti nắm giữ tiêu chuẩn như Microsoft, cùng công nghệ và nhà phát triển trung gian, người dùng cũng là một phần quan trọng của quá trình phát triển xây dựng nội dung và cách chơi.
Và điều gì sẽ đến trong vòng 20 năm nữa? “Chúng ta đanh tiến gần hơn đến mô phỏng thực tế, và có thể chúng ta sẽ làm được mọi thứ, các đối tượng vật lí như ánh sáng âm thanh mọi thứ trở nên thật hoàn hảo nhưng vẫn cần rất nhiều thời gian để đến mức không thể phân biệt được đâu là thật đâu là giả”. Không chừng sau này điện thoại cũng là một “vật trung gian” để bước vào thế giới thực tế ảo tăng cường mà không cần các thiết cồng kềnh như bây giờ.
Như chiếc Nokia 9000, chiếc điện thoại được giới thiệu cách đây 20 năm và năm 1996, vi xử lí 33 MHz và 8MB bộ nhớ, còn chiếc điện thoại hàng đầu hiện tại là iPhone 6s với 1.85 GHz, 2GB RAM và 128GB bộ nhớ. Và 20 năm sau nữa chắc cũng sẽ có nhiều điều thú vị xảy ra như chiếc máy tính chẳng hạn bạn có thể mang đi đến bất cứ đâu trong mọi lúc mọi nơi với khả năng đồ họa cực kì cao, thiết kế vô cùng tiện dụng cho việc di chuyển, giá cả cũng sẽ vô cùng phải chăng.
Sweeney nghĩ rằng sau 15 năm nữa sẽ có hàng tỉ người sở hữu được chiếc máy như vậy, và nó sẽ thay đổi mọi thứ hiện tại và đưa con người lên một tầm cao mới.
Rất khó để dự đoán một cách chính xác điều gì sẽ xảy ra, hay mọi chuyện sẽ như thế nào, cứ hãy tin tưởng và chờ đợi. Sự phát triển của những chiếc vi mạch nhỏ xíu, những chiếc máy tính cá nhân tất cả đều có nguyên nhân của nó, cuộc sống này là những phép màu. Hãy nhìn về quá khứ để trông những điều kì diệu mới như 10 năm trước VR là phim khoa học viễn tưởng, 20 năm trước Quake là một trò chơi có đồ họa đẹp nhất, 30 năm trước chiếc máy tính cá nhân có giá trị bằng cả một gia tài. Hãy cứ trông chờ vào tương lai phía trước.
