20系显卡可以说是NVIDIAGeForce显卡的一个重要转折点,从20系开始,我们耳熟能详的GeForceGTX变成了GeForceRTX。RTX中的RT代表着RayTracing,也就是传说中的实时光线追踪技术。

一直以来,游戏画质的提升都与显卡的性能密切相关,虽然曾经的算力状态下,也能渲染出接近真实效果的图像,甚至电影。但是动则10分钟一帧,甚至一小时一帧的PPT式放映,显然不符合游戏这个60FPS起步的需求。游戏除了对于实时帧数渲染的需求以外,还有对效果的需求,如果你是一名古墓丽影的老玩家,应该很熟悉各代劳拉的变化,这就是渲染效果的升级——更多的多边形,更细腻的画质,更逼真的场景。而RTX也许则是弥补这一场场画质提升的下一个转折点——光线追踪。

其实光线追踪并不是从RTX才被发明的,在更为复杂的专业图像渲染领域,类似的光线追踪效果就早已广泛应用,我们常见的特效向电影就是光线追踪下的产物。只不过受限于图形处理器性能的上限,光追无法做到实时,而这也就催生了为光线追踪而生的NVIDIARTX系列显卡。

随着现在NVIDIA20系高端显卡的逐步上市,也逐渐有着越来越多的游戏开始支持光线追踪技术。光线追踪在游戏中的表现如何,RTXON/OFF又会有着怎么样的差距。前阵子在微博

英伟达游戏举办的活动中,发现了许多能够形象生动反映RTXON/OFF的对比图:

大家不难从图中看出,在一些高光源反射场景,比如建筑物的瓷砖地面,内河与码头的水面,城市道路上的积水,甚至枪械模型和瞄具上的反光都比不开启光追鲜明了好几个档次;在没有反射场景的情况下,场景光源所产生的阴影也看起来更加灵活,不过由于阴影效果贴图并不是由光追产生,因此还是有一些地方没有处理好。总体而言,RTX的效果是非常优秀的。

游戏画面进化历史

关于游戏画面的进化,我们从目前还是主流的光栅化渲染开始聊起。目前大部分游戏都采用了光栅化的方式进行渲染,在光栅化渲染流水线上,等于就是把一个3D的物体投影在画面上形成一个2D的图像。一个三角形立方体,在屏幕中显示的就是一个三角形。

游戏设计师事先计算了三角形的大小和位置,由光栅器计算出覆盖的像素面积,而3D游戏画面是有多个角度,这个也是由游戏设计者结合游戏环境,提前渲染好了物体的阴影部分,这就是我们所看到的一个游戏画面。

光栅化游戏虽然做了很多优化,比如环境光遮蔽,全局光照等,通过着色器形成合理逼真的照明效果。但在游戏阴影部分,我们还是可以看到阴影画面生硬,不真实。

而NVIDIA全新的光线追踪(RTXON),原理上来说,是我们人为的计算到达人眼视角的光线,通过算法追踪光线路径,计算出光线和场景中物体相交时光线的反射、折射、吸收、遮挡信息,然后模拟出光线与虚拟对象互相作用的方式。

在游戏中,光线追踪可以实现更为逼真的阴影和反射效果,同时还可以大大改善半透明度和散射。这种算法将以类似于人眼处理真实光线,阴影和反射的方式来考虑光线击中的位置,并计算其中的交互和相互影响。光线击中对象的方式也会影响你所看到的颜色。

相比光栅化渲染速度快但相对复杂的特点,光线追踪刚好相反,渲染的算法比较简单。但如果我们想要在游戏中实现最真实的画面效果,是要计算一个画面中无数条光线的互相影响,需要GPU大量的计算才能实现的。

NVIDIA最新发布的RTX20图灵架构系列显卡,通过RTcore核心的实时渲染,模拟现实环境的光线效果,达到最逼真的游戏画面!为了追求实际体验,接下来我们会对实际游戏中RTXON/OFF进行详细对比。

RTXON/OFF游戏画面对比

首先,让我们看看中国本土的旗舰级武侠游戏《逆水寒》:

《逆水寒》在RTXON之后,地面水洼、光滑瓷器等等都展现了更丰富的光线反射/折射细节,非常漂亮真实,为玩家带来更加强烈的融入感和沉浸感。街面的场景映射在战士铁灰反光的铠甲上,周围灯火通明的繁华也都在这展现出来。

在大型FPS游戏《战地五》中进行了测试,RTX的效果依旧是展示出了很好的效果,视觉冲击感也有了加强的效果。以下是游戏内的实景截图。

地面的水迹映射出了游戏周边场景,透过水面我们能清晰地看到窗户、门及天空的映射;包括阳光散射的角度和水面倒影的成像都非常接近真实场景,看起来游戏画面很真实,细节感很强。

在阴暗的天气中,路面的水洼完美的反射了建筑的倒影,完全看不出来这是在游戏中,跟真实画面基本无差。

而从这张图片可以看到,玻璃前游戏角色的镜面成像也非常清晰。就连背后建筑的花纹也展现的非常细致。

目前支持RTX光线追踪的游戏还不是很多,但可以相信会有越来越多的游戏会支持RTX光线追踪,给玩家带来更多电影级画质的游戏。比如眼下我们就可以期待一下《逆水寒》

编者想说

也许你可能真的记不住上文RTX的技术如何,会记住的最多也就是一些图梗。但相信我,最好的理解就是去亲身体验。而关于RTX光线追踪技术效果到底如何,眼睛会告诉你答案!

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