Fenris Creations phát hành kỹ thuật dựng hình CORTAO mã nguồn mở

Ngày 12 tháng 11 năm 2026, Fenris Creations phát hành CORTAO, một kỹ thuật che khuất môi trường trong không gian màn hình (SSAO) mã nguồn mở dành cho trò chơi thời gian thực. Kỹ thuật này do Daniel Isheden, Kỹ sư dựng hình cấp cao, phát triển và được cung cấp thông qua khuôn khổ engine Carbon, với bản triển khai được tối ưu hóa và thử nghiệm trong EVE Frontier, trò chơi MMO sinh tồn ngoài không gian đang được phát triển.

CORTAO là viết tắt của Circular Occluder Ray-Traced Ambient Occlusion, tức kỹ thuật che khuất môi trường dò tia bằng vật cản hình tròn. Kỹ thuật che khuất môi trường tạo vùng tối nhẹ tại những nơi hình học ở gần cản ánh sáng môi trường, giúp vật thể trông vững chắc hơn và làm hình dáng, chi tiết của các cảnh phức tạp dễ nhận biết hơn. Fenris cho biết kỹ thuật này cải thiện độ chính xác và tính ổn định của hiệu ứng, đồng thời giữ chi phí dựng hình ở mức thấp, giảm quầng tối và sự thay đổi sắc độ khi camera di chuyển.

Kỹ thuật này không cần dữ liệu cảnh được tính toán trước, nên có thể thích ứng với môi trường mà người chơi liên tục xây dựng và thay đổi. Bản triển khai trên Carbon được hoàn thiện qua thử nghiệm trong không gian mở, các trận chiến trực tuyến, siêu cấu trúc và nội thất khép kín của EVE Frontier. Dự án khởi đầu từ nghiên cứu độc lập của Isheden, trước khi Fenris cung cấp môi trường sản xuất để thử nghiệm và phát triển kỹ thuật ở quy mô lớn.

Isheden mô tả vấn đề hình ảnh làm nền tảng cho nghiên cứu này: “Những sai lệch nhỏ trong cách tô bóng có thể khiến một cảnh vốn rất thuyết phục trở nên thiếu tự nhiên, nhất là khi chúng lộ rõ trong lúc camera di chuyển,” ông nói. Mục tiêu của ông là cải thiện độ chính xác trong giới hạn ngân sách dựng hình mà trò chơi có thể đáp ứng.

CORTAO tạo hiệu ứng che khuất môi trường như thế nào

Phân tích kỹ thuật của EVE Frontier giải thích điểm khác biệt so với SSAO dựa trên đường chân trời. CORTAO lấy mẫu thông tin độ sâu ở vùng lân cận, loại bỏ các mẫu nằm ngoài thể tích có khả năng xảy ra hiện tượng che khuất, rồi chuyển những mẫu còn lại thành các vật cản đại diện hình tròn để xấp xỉ vùng lân cận 3D tại một điểm ảnh. Bảng tra cứu được tính toán trước sẽ đánh giá giao điểm giữa các tia và những vật cản đại diện này; tỷ lệ tia không bị cản xác định mức ánh sáng môi trường.

Kỹ thuật này hỗ trợ tối đa 32 hướng tia và có thể cho kết quả hữu ích chỉ với bốn mẫu độ sâu trên mỗi điểm ảnh. Hai số lượng này đảm nhiệm các công việc riêng: số mẫu độ sâu quyết định số vật cản được tạo ra, còn các tia đo độ nhìn thấy so với những vật cản đó. Nhà phát triển chủ yếu điều chỉnh hiệu năng bằng cách thay đổi số mẫu độ sâu.

Bản triển khai trên GPU gồm ba lượt chạy của shader tính toán. Lượt tiền xử lý đóng gói dữ liệu độ sâu tuyến tính và pháp tuyến vào bộ đệm có các mức mipmap; lượt chính dò tia với các vật cản được lấy mẫu; còn một bộ lọc tùy chọn chuẩn bị kết quả cho khử răng cưa theo thời gian hoặc các bộ nâng cấp độ phân giải bằng AI. CORTAO cũng có thể xuất pháp tuyến uốn cong, biểu thị hướng trung bình không bị che khuất quanh một điểm ảnh để dùng trong các hệ thống chiếu sáng toàn cục. Bản thân CORTAO không có giải pháp lọc theo thời gian.

Kết quả đo điểm chuẩn của Fenris

Các phép đo điểm chuẩn của Fenris so sánh CORTAO với GTAO, một kỹ thuật SSAO dựa trên đường chân trời. Trong một cảnh quán cà phê San Miguel được tái tạo, công ty báo cáo rằng CORTAO dùng bốn mẫu có sai số bình phương trung bình so với ảnh tham chiếu dò tia thấp hơn mọi cấu hình GTAO mà họ thử nghiệm. Trong bài kiểm tra cảnh đơn giản hơn, vốn có lợi cho phương pháp dựng hình dựa trên đường chân trời, CORTAO giảm sai số 82% ở thời gian thực thi tương đương. Khi cấu hình hai kỹ thuật để đạt mức sai số tương đương trong cảnh đó, CORTAO nhanh hơn 249%.

Trong các thử nghiệm của Fenris, mức cải thiện lớn nhất xuất hiện ở những cảnh có độ phức tạp độ sâu cao, đặc biệt khi dùng bán kính tìm kiếm lớn hơn. CORTAO duy trì mức che khuất nhất quán hơn qua các số lượng mẫu được thử nghiệm và tạo hiệu ứng che khuất thận trọng hơn quanh những điểm gián đoạn độ sâu, với ít quầng tối nặng và hiện tượng giả phụ thuộc góc nhìn hơn. Kết quả tổng thể được duy trì ở các độ phân giải và trên các GPU của những nhà sản xuất mà công ty thử nghiệm.

Chi phí tích hợp và mã nguồn mở

CORTAO được thiết kế để thay thế giai đoạn SSAO hiện có của engine, sử dụng cùng loại dữ liệu đầu vào trong không gian màn hình và cần CPU can thiệp tối thiểu. Đánh đổi về bộ nhớ chính được ghi nhận là yêu cầu bộ đệm độ sâu tuyến tính 32-bit, qua đó vẫn có chỗ để đóng gói thông tin pháp tuyến bên cạnh dữ liệu độ sâu. Fenris ước tính rằng khi chuyển từ cấu hình 16-bit, lượng VRAM có thể dùng chung nhờ cơ chế ánh xạ bí danh tăng thêm khoảng 5,3 MB ở độ phân giải 1080p, 9,3 MB ở 1440p và 21,1 MB ở 2160p.

Có hai bản triển khai được cấp phép MIT. Kho lưu trữ CORTAO của Carbon cung cấp các tệp tiêu đề shader HLSL và liệt kê khả năng hỗ trợ DirectX 11, DirectX 12; bản này sử dụng bán kính tối đa trong không gian màn hình để xử lý dải độ sâu cực lớn của vũ trụ EVE. Kho tham chiếu tổng quát của Isheden hỗ trợ HLSL và GLSL trực tiếp, đồng thời liệt kê các môi trường đã được thử nghiệm gồm DirectX 11, DirectX 12, OpenGL 4.3 trở lên và Vulkan 1.0 trở lên.

Bản phát hành này tiếp nối thông báo ngày 1 tháng 7 năm 2026 của Fenris rằng Carbon đã trở thành mã nguồn mở hoàn toàn, với phạm vi bao gồm hơn hai chục mô-đun. Bản phát hành đó có mô-đun đồ họa Trinity và công nghệ mô phỏng vật lý, tìm đường Destiny; cả hai đều là thành phần của khuôn khổ đứng sau EVE Online và EVE Frontier.

Các kho mã nguồn mở cho phép những nhóm đồ họa bên ngoài kiểm tra xem kết quả của Fenris có thể áp dụng cho cảnh của họ hay không. Lượng VRAM tăng thêm và yêu cầu dùng bộ lọc theo thời gian bên ngoài là những chi phí tích hợp được ghi nhận rõ nhất; vì vậy, thử nghiệm trong các quy trình dựng hình hoàn chỉnh sẽ là bước tiếp theo để đánh giá mức hữu ích của CORTAO ngoài EVE Frontier.