Buzz
Nhắc lại, GPU của PS4 Pro có sức mạnh xử lý 4.2 Teraflops, tương đương với GTX 1060 6GB. Dù không đạt 60 FPS, PS4 Pro vẫn chơi game 4K tốt, đặc biệt là trong các trò chơi như Call of Duty hay Battlefield V.
Tại sao PS4 có sức mạnh 1.84 teraflops lại chơi game đẹp trên TV Full HD?
Trở lại với các nhà sản xuất trò chơi trên PS4, đặc biệt là các studio của Sony, họ đều sử dụng một phương pháp để giảm gánh nặng cho phần cứng khi render hình ảnh: Checkerboard rendering và upscaling. Sau khi tăng độ phân giải, công nghệ TAA - Temporal Anti Aliasing giúp làm mờ răng cưa và làm cho chi tiết vật thể trong trò chơi trở nên tốt nhất trên các TV độ phân giải cao.
Native rendering và upscale nội suy
Để hiểu rõ hơn về kỹ thuật checkerboard rendering, hãy nói về cơ chế nâng cao độ phân giải: Upscaling. Mở một bức ảnh chất lượng thấp và cố gắng nâng cao độ phân giải lên gấp đôi trong Photoshop. Pixel mới không xuất hiện tự nhiên, mà được tạo ra và hình thành bằng thuật toán nội suy dựa trên pixel xung quanh.
Các mô hình vỡ vụn trong hình trên được tạo ra từ thuật toán của công cụ 3D với độ chính xác cao. Những vector này không có số điểm ảnh trên mỗi đa giác. Tuy nhiên, màn hình của chúng ta chỉ có độ phân giải hữu hạn để hiển thị hình ảnh. Ví dụ, một TV Full HD chỉ có thể hiển thị 2.073.600 điểm ảnh, trong khi một TV 4K có thể hiển thị 8.294.400 điểm ảnh.
Giá trị của mỗi điểm ảnh được xác định bằng màu sắc của đa giác nằm gần điểm ảnh đó nhất. Trong trường hợp không có đa giác nào đè lên vị trí trung tâm của điểm ảnh, màu sắc của điểm ảnh sẽ được xác định bằng màu của skybox. Các trường hợp còn lại sẽ lấy màu sắc từ các đa giác nằm phía trên.
Trong trường hợp không có đa giác nào đè lên vị trí trung tâm của điểm ảnh, màu sắc của điểm ảnh sẽ được xác định bằng màu của skybox. Trong các trường hợp khác, màu sắc của điểm ảnh sẽ được xác định bằng các đa giác nằm phía trên. Kết quả sẽ là một hình ảnh như sau:
Sau quá trình chuyển đổi cảnh 3D thành hàng triệu pixel 2D hiển thị trên TV, các nhà phát triển game sẽ tích hợp giao diện vào và chúng ta sẽ có một cảnh game hoàn chỉnh. Tốc độ khung hình của máy PC hoặc console chỉ định rằng phần cứng chỉ xử lý một số lượng nhất định các khung hình mỗi giây, qua tất cả các bước để hiển thị trên màn hình máy tính hoặc TV của chúng ta.
Tuy nhiên, việc upscale trực tiếp bằng thuật toán nội suy sẽ làm giảm chất lượng hình ảnh một cách đáng kể. Ví dụ, thời PS3 và Xbox 360 đã sử dụng phương pháp nâng cấp hình ảnh này. Ví dụ, Call of Duty Modern Warfare 2 trên Xbox 360 render ở độ phân giải 1024x600 pixel rồi upscale trực tiếp lên màn hình Full HD hoặc 720p, tạo ra hình ảnh không rõ ràng so với bản gốc trên PC.
Checkerboard rendering
Khi giảm một nửa số pixel trong mỗi khung hình game, máy vẫn giữ tốc độ khung hình ổn định, giữ chất lượng bề mặt vật thể ổn định. Kỹ thuật checkerboard rendering ra đời.
PS4 Pro chia những hình ảnh 3D thành 2 frame hình độc lập, rồi chia chúng thành dạng bàn cờ. Mỗi khung hình, máy sẽ render một nửa số điểm ảnh, chèn những điểm ảnh đã render trong khung hình trước đó trám vào chỗ trống.
Việc render như thế này giảm gánh nặng lên phần cứng PS4 chỉ còn một nửa, dành tài nguyên phần cứng còn lại để ứng dụng những hiệu ứng đồ họa khác như TAA, đổ bóng, hiệu ứng ánh sáng. GPU có yếu vẫn render được game sao cho ấn tượng nhất trên màn hình TV.
Trong trò chơi Detroit: Become Human, checkerboard rendering 4K trên PS4 Pro được sử dụng một cách xuất sắc. Sự chuyển động của nhân vật được làm mượt bằng cách áp dụng motion blur, giải quyết hiệu quả sự khác biệt giữa vị trí vật thể và góc nhìn.
Checkerboard rendering không chỉ được áp dụng trên PS4 hoặc Xbox One. Dù có nhược điểm là checkerboard artifact, nhưng với tốc độ khung hình cao, hiệu ứng này ít khi được người chơi chú ý. Tuy nhiên, nó vẫn tồn tại và có thể dễ dàng nhận biết khi zoom vào hình ảnh.
Việc sử dụng checkerboard rendering thay vì chia độ phân giải theo chiều dọc hoặc ngang là để tránh hiện tượng rách hình. Checkerboard rendering là một phương pháp trong sparse rendering, giúp tránh tình trạng hình ảnh bị kéo dài ngang, giống như khi xem clip interlaced trên YouTube.
Chơi game ở độ phân giải native vẫn là lựa chọn tốt nhất. PS4 Pro có khả năng render game ở độ phân giải 1800p và upscale nội suy lên 4K để đảm bảo chất lượng hình ảnh.Khử răng cưa, upscale nội suy và nhiều hiệu ứng hình ảnh khác
Trong trường hợp của game Ghost of Tsushima, PS4 Pro có thể render game ở độ phân giải 1800p và upscale nội suy lên 4K. Hoặc người chơi có thể chọn độ phân giải native 1080p để có trải nghiệm mượt mà hơn.
PS4 Pro có khả năng render game ở độ phân giải 1600x900 (hoặc thấp hơn) mà vẫn đảm bảo trải nghiệm chất lượng trên màn hình 4K.
Horizon Zero Dawn trên PS4 Pro render ở độ phân giải 2160p checkerboard, nhưng đôi khi tốc độ khung hình có thể giảm xuống 28-29 FPS.
So với PC, việc chơi game trên console mang lại sự tiện lợi hơn. Người chơi không cần lo lắng về cấu hình máy hay chỉnh chất lượng đồ họa, vì các nhà phát triển game đã làm hết giúp.Thế với PS5 thì sao?
PS5 có GPU mạnh mẽ hơn PS4 Pro nhiều lần, nhưng việc sử dụng checkerboard rendering vẫn có thể được áp dụng. Công nghệ hiện đại cho phép các nhà phát triển game tận dụng sức mạnh phần cứng để cải thiện chất lượng đồ họa và thực hiện các tác vụ khác nhau như xử lý texture độ phân giải cao, mô hình vật thể rõ nét ở xa, hay kết hợp cả hai công nghệ ray tracing và screen-space reflection để tạo ra các cảnh game chi tiết và chân thực hơn.
Việc sử dụng ray tracing và screen-space reflection trong game là một chủ đề quan trọng và cần được giải thích rõ ràng hơn trong một bài viết riêng.
Trong thế giới game, mục tiêu hàng đầu luôn là tạo ra một thế giới càng chi tiết và đẹp mắt càng tốt. Đối với anh em mê chơi game trên console, độ phân giải native không phải là vấn đề quan trọng. Chúng ta sẽ được trải nghiệm những tác phẩm xuất sắc trên PS5 hiển thị trên màn hình 4K hoặc thậm chí 8K thông qua kỹ thuật checkerboard rendering. Một khi game trở nên đẹp mắt, người chơi không quá quan tâm đến công nghệ hình ảnh được áp dụng.
