拨开荷叶行,寻梦已然成。仙女莲花里,翩翩白鹭情。
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什么是光线追踪?

白鹭 - 2022-01-08 2144 0 0

很多RTX和GTX卡都支持Ray Tracing(光线追踪)技术,但你真的知道它是什么吗?这种新的光照技术会占用计算机上的大量资源,因此只有最新最好的显卡才能处理它。

我们通过下面的文章了解一下什么是Ray Tracing,决定是否值得升级!

虚拟光子

图形技术往往难以解释,但光线追踪却相当简单。它试图模拟光在现实世界中的工作方式。光线追踪不是为游戏场景生成预先设计的照明,而是跟踪模拟光或数百万个模拟光或光子。光线在移动并与对象的属性交互时会从对象反弹。例如,如果光线从有光泽的绿色表面反射回来,它的颜色可能会有所不同。

<图> 什么是光线追踪?
光线追踪非常简单

这基本上是光在现实生活中的工作方式。一个光粒子从原点发出并移动,直到它与物体相互作用,此时光粒子的路径由物体的属性决定。它可以被致密的深色物体吸收,也可以被镜子几乎完全反射。

光线追踪技术与现实生活的基本相似性使其成为一种极其逼真的 3D 渲染技术,甚至可以让《我的世界》等游戏在适当的条件下看起来几乎逼真。

唯一的问题是很难模拟。在一个非常复杂、资源密集的世界中复制光的工作方式需要大量的计算能力。甚至 Nvidia 的光线追踪渲染技术也不是真正的光线追踪。相反,它使用一些巧妙的近似计算来为相同的视觉效果提供一些东西,但对硬件的影响并不大。

当今大多数 Race Tracing 游戏都使用传统光照技术的组合,通常称为光栅化和特定表面上的光线追踪,例如反射池和金属。战地 V 就是一个很好的例子。

Race Tracing 也可用于阴影区域,使它们看起来更生动逼真。你会看到它被用来在《古墓丽影》中创造出色的效果。

一些游戏使用全局照明技术(将 Race Tracing 有效地应用于整个场景),价格昂贵并且需要最现代的显卡才能正常工作。目前 Metro Exodus 使用它,但它的实现并不完美。

因此,实时光线追踪(Ray tracking shadows)或反射面等措施非常常见。其他 Nvidia 技术,如降噪和深度学习超级采样 (DLSS),也被用于提高性能并掩盖一些因可见光线不足而导致的视觉故障。.它们仍然保留用于预先构建的照片和电影,高容量服务器会花费数天时间显示单个帧。

后置硬件

<图> 什么是光线追踪?
一代 Nvidia 的 RTX 显卡引入了专门为此技术制造的硬件

为了处理相对适度的 Race Tracing 实现,Nvidia 的 RTX 一代显卡引入了专门为此技术制造的硬件。 Turing 架构使用 Nvidia 的 RT Core 实时处理 Race Tracing。但是,对于 Race Tracing,它们并不是绝对必要的,因为光线追踪效果可以在 GTX 10 系列和 16 系列显卡上运行,尽管它们的功能远不如 RTX 显卡。顶级 2070、2080 和 2080 Ti,均采用 RT Core。

AMD 呢?

<图> 什么是光线追踪?
Neon Noir 在 AMD RX Vega 56 上显示出高水平的 Race Tracing 效果

目前,AMD 显卡不提供任何 Race Tracing 加速功能,但这并不意味着它们不能提供。 Crytek 在 2019 年发布了一个名为 Neon Noir 的演示,展示了价值 300 美元的 AMD RX Vega 56 上的高级 Race Tracing 效果,以流畅的 30 FPS 运行。不是很好,但证明这是可能的。

RX 5700 XT 和 Radeon VII 比 Vega 56 快得多,并且可以提供更好的帧率。当 AMD 在 2020 年底推出传闻已久的显卡“Big Navi”时,它会好得多。

希望能够在 Microsoft 和 Sony 的下一代游戏机中看到带有专用硬件支持的 Race Tracing。 两个系统都将使用 AMD Navi 图形技术,因此 Big Navi 可能只是官方 GPU Race Tracing 将在 2020 年底之前实现的一个暗示。

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