Giới thiệu công nghệ GeForce PhysX Kể từ khi NVIDIA giới thiệu công nghệ GeForce PhysX vào môi trường đồ họa 3D, rất nhiều cải tiến vượt bậc về khả năng xử lý vật lý đã được đưa vào thế giới game cho phép người dùng khả năng trải nghiệm tính năng tương tác các vật thể thực như ngoài đời. Công nghệ PhysX đã hỗ trợ rất nhiều cho ngành công nghiệp làm game nói chung cũng như công nghệ đồ họa 3D nói riêng, vậy PhysX bắt nguồn từ đâu và đã hỗ trợ những gì? Với góc nhìn là một game thủ, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu về nguồn gốc và những lợi ích mà công nghệ PhysX mang lại cho sự phát triển không ngừng của thế giới trò chơi nhiều màu sắc này. Khi bạn ném một hòn đá xuống đất, bạn sẽ thấy rất nhiều hạt cát bay lên, hoặc khi xem xét một cô gái đang di chuyển, chiếc váy của cô sẽ chuyển động theo hướng đi. Đó là những gì mà việc tính toán xử lý vật lý trong game có thể làm cho bạn, nhưng chúng ta sẽ đi sâu hơn vào những gì mà PhysX chính xác có thể thực hiện. Được lên ý tưởng ban đầu từ hãng công nghệ Ageia khi ra mắt dòng card tính toán xử lý vật lý đầu tiên trên thế giới, tuy nhiên, dòng card đời đầu này quá đắt tiền và nhận được rất ít sự quan tâm, hỗ trợ của ngành công nghiệp game cho dù hãng đã có rất nhiều cố gắng. Bên cạnh đó, chiến lược marketing đến báo chí chỉ đạt mức trung bình và chỉ tập trung vào một số hãng lớn để nhận được sự hỗ trợ, và cuối cùng Ageia đã gặp thất bại khá nặng nề. Bạn có thể thấy, để hỗ trợ PhysX trên một quy mô rộng, bạn cần phải có một cộng đồng sử dụng đủ rộng để nhận được sự chấp nhận của ngành công nghiệp game và cần có những tính năng mới mẻ đủ hấp dẫn để họ có thể chấp nhận chèn công nghệ PhysX vào trong game của mình. Rất may mắn, trong thời điểm này, NVIDIA đang đầu tư rất nhiều cho việc phát triển các lõi CUDA và họ đã lên kế hoạch cho việc nhúng các hàm API PhysX vào trong GPU CUDA của mình. Do đó, NVIDIA đã bỏ ra 30 triệu dollar mua toàn bộ công ty Ageia để có được công nghệ API PhysX trên kiến trúc nhân CUDA đầy mạnh mẽ. Từ đó, bất kỳ dòng card đồ họa GeForce thế hệ 8 về sau đều đã có thể tận dụng lợi thế của PhysX mà không cần phải lắp đặt một chiếc card PhysX chuyên dụng và game thủ trên thế giới giờ đã có thể sử dụng PhysX trên máy tính của mình. Công nghệ PhysX là gì? Công nghệ PhysX là công nghệ xử lý vật chất, năng lượng, chuyển động và trọng lực. Vì vậy, làm thế nào để tính toán các hiệu ứng vật lý liên quan đến việc chơi game? Các hiệu ứng vật lý là tất cả cách mà đối tượng trong game di chuyển và tương tác. Thông thường, GPU trên card đồ họa sẽ xử lý việc trải nghiệm chơi game của bạn, và trong quá khứ, những hiệu ứng vật lý được xử lý bởi CPU (mà thường bị giới hạn do khối lượng xử lý sẽ khiến CPU hoạt động chậm). Trong thiết kế hiện đại ngày nay, công nghệ PhysX sẽ không xử lý đồ họa, nó chỉ tập trung tính toán sự chuyển động phức tạp của các đối tượng, các vật chất cơ bản, chất lỏng,… được dựa trên các thông số tác động như lực hấp dẫn, mật độ, sức gió, … Điều đó góp phần làm cho việc chuyển động của một đối tượng trở nên thực tế hơn. Chỉ với chiếc card đồ họa NVIDIA GeForce GTX 960, bạn đã có thể dễ dàng thưởng thức PhysX một cách hoàn hảo nhất Bên cạnh đó, đến thời điểm hiện nay, các hiệu ứng vật lý đã được sử dụng hầu hết trong các game và Ageia cũng đã phát triển phần mềm tính toán API vật lý có thể tận dụng sức mạnh của CPU, tiêu biểu là bộ ứng dụng phát triển game Havok nổi tiếng hiện nay. Do đó, sau này, việc tính toán các hiệu ứng vật lý thông thường được xử lý bởi CPU, các hiệu ứng vật lý phức tạp được giao cho GPU xử lý. Havok - bộ công cụ phát triển game nổi tiếng áp dụng triệt để công nghệ PhysX Một số tính năng mà công nghệ PhysX có khả năng làm được là: Các vụ nổ gây ra bụi và các mảnh vỡ Mô hình nhân vật phức tạp, có nhiều chuyển động và khả năng tương tác như thực. Hệ thống vũ khí với các hiệu ứng đi kèm Mô phỏng sự chuyển động của vải Khói và sương mù Kiến trúc Maxwell thế hệ mới là kiến trúc xử lý PhysX mạnh mẽ và hiệu quả nhất hiện nay Tất cả được tính toán trên GPU với kết quả thu được nhanh hơn rất nhiều so với trên CPU. Ví dụ như game Ghost Recon Advanced Warfighter 2 – tựa game đòi hỏi tính thực tế cao, và nhà phát triển game biết rằng nếu họ tích hợp các hiệu ứng vật lý đơn giản, mức độ thực của game sẽ bị giảm chất lượng. Vì vậy, nếu bạn bắn vào một viên gạch, bạn sẽ thấy nhiều mảnh vỡ rơi ra và các vụ nổ trông dữ dội hơn. Nhờ vào công nghệ PhysX, các vụ nổ trong game mang tính thực hơn rất nhiều Ích lợi của công nghệ PhysX Bởi vì việc tính toán hiệu ứng vật lý là rất phức tạp và ngốn một lượng đáng kể hiệu suất xử lý, hầu hết các nhà sản xuất đều bỏ qua việc phát triển các thành phần vật lý chi tiết trong game. Đây là nơi công nghệ PhysX vào cuộc nhằm cho phép các nhà phát triển tận dụng được các hiệu ứng xử lý vật lý hiện đại mà không cần phải lo lắng về hiệu suất bị kéo xuống quá nhiều. Công nghệ PhysX giờ đây đã trở thành một phần không thể thiếu trong game Các hiệu ứng sau đòi hỏi sự tính toán chuyên sâu, tuy nhiên công nghệ PhysX có thể xử lý mà không mang đến sự mất mát lớn về hiệu suất: Các đối tượng vật thể thực Mô phỏng chuyển động của chất lỏng Chuyển động của tóc và các vật liệu (quần áo, vải…) Các vụ nổ bao gồm mảnh vỡ, gạch vụn, khói Hiệu ứng sương mù, khói… Các đối tượng chuyển động, như lá cây, cành cây bị gió thổi… Thế giới trong game trở nên chân thực và có hồn hơn nhờ PhysX Đó chỉ là lý thuyết, chúng ta sẽ xem xét trên những ví dụ thực tế hơn Công nghệ PhysX trong game Mirror's Edge: 1. Hiệu ứng kính vỡ mở rộng Tựa game Mirror’s Edge sử dụng triệt để khả năng tính toán của PhysX, một trong số đó là hiệu ứng các mảnh thủy tinh vỡ. Các mảnh vỡ lên đến 1000 miếng được trải rộng khắp phòng trong khi nếu tắt PhysX, chỉ có giới hạn các mảnh kính rơi ra. Khi kích hoạt công nghệ PhysX - các mảnh vỡ được trải rộng hơn Tắt công nghệ PhysX - các mảnh vỡ nhìn không phong phú bằng Kích hoạt công nghệ PhysX Tắt công nghệ PhysX 2. Các vật liệu bị phá hủy Với việc kích hoạt PhysX, số lượng của các bề mặt vật liệu được gia tăng rất nhiều, các vật liệu bị phân hủy thành từng phần nhỏ. Bạn có thể ẩn náu an toàn sau một lớp vải như hình bên dưới và khi muốn trông thấy kẻ thù, chỉ cần phá hủy lớp vải này. Điều này sẽ không xảy ra nếu ta tắt PhysX. Khi kích hoạt công nghệ PhysX - xuất hiện nhiều vật liệu trang trí trong game Tắt công nghệ PhysX Khi kích hoạt công nghệ PhysX - bạn có thể núp kẻ thù nhờ vào các tấm bạt này Tắt công nghệ PhysX - bạn phải đối đầu với làn đạn của kẻ thù mà không có bất kỳ chỗ trú nào Công nghệ PhysX trong game Batman Arkham Asylum: 1. Mô phỏng khói thực tế và tương tác với đối tượng: Bạn sẽ bắt gặp hiệu ứng khói và sương mù khi kích hoạt công nghệ PhysX trong nhiều cảnh của game. Không chỉ đơn giản là hiệu ứng mây mù làm cảnh nền, mà khi Batman di chuyển qua chúng, khói và sương mù sẽ phản ứng phù hợp để Batman tạo ra làn sương mỏng phía sau. Nhờ có làn khói này, Batmat sẽ khó bị kẻ thù phát hiện hơn giúp người chơi dễ dàng thực hiện những pha hành động đầy bất ngờ lên kẻ thù. Khi kích hoạt công nghệ PhysX - hiệu ứng mây mù trở nên thực hơn Tắt công nghệ PhysX - không có PhysX, bạn sẽ dễ bị kẻ thù phát hiện hơn Khi kích hoạt công nghệ PhysX - sương mù dày đặc trông rất ấn tượng Tắt công nghệ PhysX - cảm giác thú vị giảm bớt đi nhiều 2. Các vật liệu có tính thực tế và khả năng bị phá hủy Khi một vật thể bị phá hủy, mức độ thực của vật thể được thể hiện rất tốt. Thử nghiệm khi cho Batman phóng boomerang phá hủy tường, bạn có thấy được lỗ hổng của bức tường được hiện thực hóa. Tính năng thể hiện vật thể bị phá hủy kông có sẵn trong thiết lập PhysX thông thường mà phải chỉnh trong menu thiết lập PhysX cao cấp bên ngoài game. Tuy nhiên, bạn không cần phải lo lắng về chất lượng khung hình khi sở hữu chiếc card đồ họa tầm trung GeForce GTX 960 mới của NVIDIA với kiến trúc Maxwell cao cấp đang được sử dụng phổ biến hiện nay. Khi kích hoạt công nghệ PhysX - các bề mặt vật liệu có thể phản ứng trước những tác động và có thể bị phá hủy Tắt công nghệ PhysX - chẳng có gì để bạn có thể "táy máy" cả 3. Mô phỏng chuyển động của giấy Thông thường bạn sẽ bỏ qua các thông tin quan trọng trên những mẫu giấy trên sàn nhà trong game Batman Arkham Asylum nếu không kích hoạt công nghệ PhysX. Khi kích hoạt PhysX, khả năng tương tác của giấy được đẩy mạnh, thậm chí khi bị lực hút của không khí tác động PhysX vẫn có thể mô phỏng khá chính xác, đặc biệt trong lúc chiến đấu với kẻ thù, áo choàng của Batman phất phơ vẫn có thể làm các mẫu giấy trên sàn bay lên. Khi kích hoạt công nghệ PhysX - hiệu ứng chyển động của giấy được kịch bản hóa riêng biệt Tắt công nghệ PhysX - không gian trở nên "sạch" hơn Khi kích hoạt công nghệ PhysX - Batman có thể đẩy giấy đi bằng chân Tắt công nghệ PhysX - chẳng có gì để khám phá cả Khi kích hoạt công nghệ PhysX - các mảnh giấy bị cuốn theo trận đánh của Batman Tắt công nghệ PhysX - trận đánh trở nên nhàm chán và không thực 4. Các hiệu ứng cháy sáng Trong một số phần, các đối tượng như thùng điện gây chú ý cho người chơi bởi các tia điện phóng ra và các hiệu ứng như vậy không được hiển thị khi tắt PhysX và tương tự như trên phiên bản máy chơi game cầm tay. Khi kích hoạt công nghệ PhysX - các tia điện bắn ra cảnh báo nguy hiểm đừng chạm vào Tắt công nghệ PhysX - coi chừng bị điện giật mà không hề biết tại sao 5. Môi trường xung quanh bị phá hủy Rất nhiều chi tiết thú vị khi xem xét môi trường xung quanh bị phá hủy. Trên mặt sàn, các gạch lát bị phá vỡ thành từng mảnh nhỏ khi sử dụng chiếc boomerang của Batman. Khi tắt PhysX, gạch lát sàn không hề bị hư hại gì cho dù người chơi có cố gắng phá bao nhiêu lần dẫn đến giảm cảm giác thật khi chơi. Khi kích hoạt công nghệ PhysX - gạch có thể bị phá hủy bởi vũ khí của Batman Tắt công nghệ PhysX - đánh cả trăm lần mà gạch vẫn như mới, thậm chí có sử dụng vũ khí hạng nặng đi chăng nữa Khi kích hoạt công nghệ PhysX - gạch, đá rơi thành từng mảnh do tác động của vụ nổ Tắt công nghệ PhysX - số lượng các mảnh vỡ bị giảm rõ rệt 6. Các đối tượng tương tác Các đối tượng mà người chơi có thể tương tác bị giới hạn bộ nhớ khi tắt PhysX và số lượng đó được gia tăng một cách đáng kể khi kích hoạt. Ước tính có hơn khoảng 200 chiếc lon được xử lý chuyển động riêng biệt khi rơi ra khỏi thùng rác trong hình mẫu dưới đây. Khi kích hoạt công nghệ PhysX - số lượng các đối tượng có thể tương tác được tăng lên rất nhiều Tắt công nghệ PhysX - số lượng các lon rất hạn chế Kết luận: Công nghệ PhysX trở nên rất cần thiết trong các tựa game hiện nay nhằm nâng cao bầu không khí của game đến một cấp độ mới. Nhờ vào việc tích hợp công nghệ PhysX trong các dòng sản phẩm card đồ họa của NVIDIA, game thủ giờ đây đã có thể trải nghiệm các hiệu ứng vật lý đẹp mắt nhất mà không phải bỏ ra số tiền lớn để trang bị card đồ họa cấu hình khủng. Chỉ với các dòng sản phẩm card đồ họa tầm trung, tiêu biểu là mẫu GeForce GTX 960 là ta đã có thể thoải mái thưởng thức thế giới game đầy màu sắc cùng hiệu ứng vật lý chân thực nhất.
