Resident Evil Requiem dùng path tracing nhưng chỉ chạy được trên card đồ họa NVIDIA

Tại Hội nghị các nhà phát triển game (GDC) 2026, CAPCOM đã trình bày chi tiết về cách họ tích hợp công nghệ dò tia toàn phần (path tracing) vào RE Engine, bộ công cụ đồ họa độc quyền của hãng. Bài thuyết trình có tên "Dò tia toàn phần thời gian thực trong RE Engine cho Resident Evil Requiem và PRAGMATA" đã thu hút sự chú ý lớn, đặc biệt khi hai tựa game này là những trò chơi đầu tiên của CAPCOM hỗ trợ công nghệ đồ họa tiên tiến này.

NVIDIA đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ CAPCOM đưa path tracing vào RE Engine. Hai diễn giả chính là ông Hitoshi Mishima từ nhóm RE Engine của CAPCOM, người đã trình bày về kiến trúc và triển khai nghệ thuật, cùng với ông Calvin Shu, kỹ sư công nghệ phát triển GeForce của NVIDIA, người đã giải thích về tối ưu hóa hiệu suất GPU cấp thấp cho Resident Evil Requiem và PRAGMATA.

Việc triển khai path tracing do Kenta Nakamoto và Kosuke Nabata thực hiện, kéo dài khoảng một năm rưỡi. Hệ thống này được tích hợp chặt chẽ với công nghệ DLSS Ray Reconstruction của NVIDIA để khử nhiễu, một yếu tố then chốt để đạt được hiệu suất thời gian thực chấp nhận được. Điều này cũng đồng nghĩa với việc path tracing trong hai game này chỉ hoạt động hiệu quả trên phần cứng NVIDIA GeForce RTX.

RE Engine đã hỗ trợ dò tia (ray tracing) từ tựa game Resident Evil Village (2021), với các hiệu ứng chiếu sáng toàn cục, đổ bóng môi trường và phản xạ. Tuy nhiên, phiên bản trước vẫn sử dụng kỹ thuật rasterization cho ánh sáng trực tiếp và chỉ dùng dò tia cho ánh sáng gián tiếp. Path tracing khác biệt ở chỗ nó xử lý cả ánh sáng trực tiếp và gián tiếp thông qua một quy trình duy nhất, mang lại bóng đổ chi tiết hơn, phản xạ sắc nét hơn, khử nhiễu ổn định hơn và đổ bóng môi trường chính xác hơn so với dò tia truyền thống. Việc xây dựng cấu trúc phân cấp thể tích bao quanh (BVH) chạy dưới dạng tính toán không đồng bộ, và cả dò tia lẫn path tracing đều chia sẻ cùng một cơ sở hạ tầng truy vấn tia và shader vật liệu.

CAPCOM đã sử dụng phương pháp RIS (Reservoir-based Importance Sampling) để chọn lọc các nguồn sáng quan trọng nhất một cách hiệu quả. Một số lựa chọn thiết kế chính bao gồm: bù độ sáng để khắc phục các lỗi làm tối ở những vùng được chiếu sáng bằng đèn spotlight; sử dụng một hàm tán xạ BSDF đơn giản hóa trong quá trình tạo ứng viên để giảm chi phí tính toán; loại bỏ chiếu sáng dựa trên hình ảnh (IBL) trong môi trường trong nhà có cường độ IBL cao, vì các mẫu này thường bị che khuất và gây ra nhiễu; và thêm các đa giác phát sáng làm mẫu NEE (Next Event Estimation) rõ ràng bằng phương pháp Walker's Alias, cho phép lấy mẫu tam giác hiệu quả trên GPU.

RE Engine định nghĩa một lưới 3D (AABB) xung quanh mỗi nguồn sáng điểm, với kích thước 16×128×128 ô, mỗi ô lưu trữ một mặt nạ bit ID ánh sáng. Streaming RIS tham chiếu cấu trúc này tại mỗi điểm đổ bóng để chỉ đánh giá những nguồn sáng thực sự đóng góp vào vị trí đó, đây là cải tiến hiệu suất lớn nhất cho việc lấy mẫu ánh sáng điểm.

Nhóm phát triển sau đó đã triển khai kỹ thuật ReSTIR GI để ổn định chất lượng DLSS Ray Reconstruction bằng cách giảm nhiễu trong ánh sáng gián tiếp. Hệ thống này tái sử dụng các mẫu đường đi qua các khung hình; các đường đi của khung hình hiện tại được lưu trữ trên mỗi Pixel, và các mẫu của khung hình trước cũng được lấy mẫu lại theo thời gian. Để tránh sự tương quan cao với Ray Reconstruction (điều không mong muốn), các mẫu được lấy từ các vị trí hơi lệch so với các Pixel của khung hình trước thay vì trùng khớp chính xác. Một lợi ích quan trọng trong cả Resident Evil Requiem và PRAGMATA là nhiều cảnh có thể được chiếu sáng chỉ bằng IBL, giúp giảm đáng kể nhiễu.

Một phần đáng kể của bài thuyết trình tập trung vào cách CAPCOM sử dụng bộ đệm hướng dẫn DLSS Ray Reconstruction để giải quyết các lỗi hình ảnh cụ thể, như: tán xạ dưới bề mặt (SSS) gây ra hiện tượng bóng mờ ở vùng tóc; kính mờ/nhòe cũng được xử lý tương tự; giọt mưa và decal trong suốt gần như vô hình do cách xử lý khử che khuất của Ray Reconstruction; ánh sáng kết cấu chiếu hoạt hình thay đổi nhanh; và hiệu ứng ba chiều (hologram) bị mờ. Trong mỗi trường hợp, việc mã hóa thông tin cụ thể vào bộ đệm hướng dẫn đã giúp Ray Reconstruction xử lý chính xác hơn.

Cả Resident Evil Requiem và PRAGMATA đều sử dụng công nghệ tóc sợi độc quyền của CAPCOM, ra mắt lần đầu trong Resident Evil 4 Remake (2023). Công nghệ này sử dụng một quy trình kết hợp rasterizer phần cứng và phần mềm: các búi tóc trải qua phân loại và loại bỏ, sau đó là rasterization phần cứng cho các sợi tóc mờ đục, tiếp theo là một bước xử lý bán trong suốt bằng phần mềm cho các sợi tóc mảnh hơn. Đối với mục đích dò tia, một lưới dự phòng thay thế cho hình học sợi tóc đầy đủ trong BVH. PRAGMATA là trò chơi đầu tiên nâng cấp điều này lên BVH sợi tóc thích hợp, vì mái tóc dài, bồng bềnh của Diana khác biệt quá nhiều so với lưới proxy.

Cuối cùng, ông Calvin Shu từ NVIDIA đã trình bày về quá trình tối ưu hóa sử dụng một cảnh thử nghiệm từ PRAGMATA với DLSS Ray Reconstruction, DLAA và RTX 5090 ở độ phân giải 4K. Cảnh này có 73 nguồn sáng phân tích và 32 mẫu phát sáng từ một mảng 4K. Thời gian khung hình ban đầu là 21 mili-giây. Sau khi đơn giản hóa hàm tán xạ BRDF, thời gian giảm xuống 17,7 mili-giây. Khi nhóm thử áp dụng kỹ thuật Shader Execution Reordering (SER) một cách đơn giản mà không có nén, hiệu năng thực tế lại tệ hơn ban đầu, từ 17,7 mili-giây tụt xuống 23,5 mili-giây. Khi SER được kích hoạt, hiệu năng cải thiện lên 20,8 mili-giây, nhưng các lỗi tắc nghẽn bộ nhớ đệm lệnh chiếm ưu thế. Việc chuyển đổi các tham chiếu SRV tĩnh sang không ràng buộc đã giảm số lượng lệnh và giải quyết tắc nghẽn, đưa thời gian khung hình xuống khoảng 16,9 mili-giây. Các tối ưu hóa trình điều khiển sau đó đã giảm thêm xuống 13,3 mili-giây.

Ông Calvin Shu nhấn mạnh rằng DXR 1.2 với Shader Execution Reordering là khuyến nghị của NVIDIA cho các trò chơi sử dụng path tracing trong tương lai, vì nó có thể đạt được hiệu suất tối đa của GPU với "ít công đoạn hơn". Ông cũng thông báo rằng NVIDIA sẽ phát hành phiên bản 2.0 của DLSS Ray Reconstruction Disocclusion Mask, hy vọng sẽ khắc phục các trường hợp đặc biệt đã gặp phải trong quá trình triển khai Resident Evil Requiem và PRAGMATA.