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宏发娱乐导航_从《使命召唤》到《我的世界》,光线追踪技术如何改变游戏?
直到2018年,在英伟达推出图灵核心后,联合微软的directx光线追踪api,实现光线追踪的成本和效率变得可以接受,这项技术的普及有了进一步可能。有趣的是,这两款设备都将由amd设计的gpu驱动,这强烈暗示amd将把实时光线追踪硬件技术引入下一代amd显卡。实时光线追踪任重而道远,但它的发展势头还在增长。现在,在主打光线追踪的rtx系列显卡发布一周年以后,前期显得有些匮乏的光线追踪支持游戏阵容有
2019-12-28 12:53:40
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宏发娱乐导航_从《使命召唤》到《我的世界》,光线追踪技术如何改变游戏?

宏发娱乐导航,记者 | 彭新

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就在今天,由动视发行的游戏《使命召唤:现代战争》(下称《使命召唤》)就要解锁发售了,不难想象,到时候已经预加载完毕游戏、迫不及待的玩家们在短时间里涌入服务器,体验这款一年一度射击游戏大作的魅力。

迫不及待的还有卖gpu的英伟达公司,在自家网站上,英伟达早早放出了针对新游戏优化的显卡驱动程序,并不忘叮咛玩家,为了保证最好的游戏体验,请尽早下载安装最新版本驱动。

在英伟达内部,对《使命召唤》的期待显然不小,一个重要的原因是,这款游戏将支持英伟达的光线追踪技术,它宣称在pc上,“玩家将能体验到沉浸式的光线追踪阴影,高质量的效果以及pc所能达到的最快帧数”,潜台词是,你应该有一块英伟达的最新显卡。

“我们对《使命召唤》的表现很乐观,因为前期的游戏测试成绩非常理想,而且在pc上的体验优势是巨大的。比如,这次《使命召唤》不限制游戏的最高帧数,支持多台显示器显示。”一位英伟达员工告诉界面新闻,“你的显卡有多好,游戏的画面效果就会有多好。”

这意味着玩家手中的顶级rtx2080ti显卡——这是英伟达支持光线追踪的最高端显卡型号,俗称“煤气灶”——有了用武之地。

光线追踪,顾名思义,就是让我们获得追踪光线路径的能力,并借助算法来处理、构建出更逼真的光影效果。

要在游戏中实现这样的效果,有一种被称为光栅式渲染技术得到应用,但光栅渲染并不完美,它需要大量的手工设置,你所看到的反射、阴影等效果,实则是靠后期加工或是其它预渲染技术模拟出来的。而且最终的结果只能在视觉上接近真实,但并不遵循物理规律,存在着不少问题。

一个例子就是反射。在《战地5》的战斗场面中,汽车、水坑和地面上熊熊燃烧着火,可是画面里我们却看不到火光,采用光栅化技术实现的火光不能反射到汽车窗户和水坑上,但通过光线追踪技术火焰的反射效果会真实。

这不仅仅是为了创造更加完美的图像,而且还会对游戏玩法产生根本性的影响。

想象一下,在一局《战地5》游戏里,当敌人躲在街角,等待你的上钩,但你通过地面水洼的光线反射注意到了角落中的敌人,这时,你该怎么做?

光线追踪技术则是模拟光线的传播,电脑只渲染光线打到地方,因此仅需要很少的人工编程,相比于光栅式渲染简便了很多。同时光线追踪也能表现出相当真实的画面,在光影效果的表现上甚至更强,尤其是符合物理规律的光影效果。

正如开发了《战地》系列的dice制作人david sirland所说的,以前在游戏中,"让光线的反射真实且正确非常棘手 ”。

从开发人员的角度来说,光线追踪为开发人员简化了开发工作量,同时让画面效果看起来更好,这是一场技术推动的胜利。

“我们的rtx(显卡)会表现同一光源在不同材质上的效果,以前是使用生硬的贴图。rtx还能在光强度变化时实时反映出变化,以前因为计算量大难以实现,有了rtx,一颗gpu就能完成,这是以前无法想象的,”英伟达中国区总经理张建中此前告诉界面新闻,“rtx会将游戏画面完全改写,让游戏更加逼真。”

当然,一个图形技术不能决定一个游戏的最终卖座与否,但它可以让关卡设计师和美工们有更多施展空间,把游戏画面做得更好,故事和剧情也更为精彩。

建立标准并推广新技术从来不容易,尤其考虑到新技术绑定的产品具有排他性的情况下,这意味着提高的产品售价,和随之增长的普及成本。

在光栅渲染时代,光影效果的模拟从计算性能的角度来看,它的代价非常的“昂贵”,超出了传统硬件的能力范围。

过去,这样的光线追踪计算是电影制作的专属,在电影制片厂强大的工作站可以配备高端显卡,这会非常的耗电,它可以不计时间成本和功耗来在本地构建场景中所需要的光线情况。因此,以一个可以接受的帧数渲染光线渲染正确的游戏图像,成本十分高昂。

直到2018年,在英伟达推出图灵核心后,联合微软的directx光线追踪api,实现光线追踪的成本和效率变得可以接受,这项技术的普及有了进一步可能。

实现实时光线追踪效果的原因是,在图灵架构rtx gpu上,传统的光栅化计算硬件和专用的芯片相结合,专门设计用于加速一些光线追踪的计算。

当然,不提供相应的图形接口和软件的硬件是没有用的,随着微软在2019年正式对支持光线追踪的游戏提供图形接口支持,旧款显卡也有了开启光线追踪的能力。

在图形技术进步和硬件性能增强的技术变革点上,有一点可以肯定,下一代游戏主机和云游戏带来的架构、商业模式变革,光线追踪将成为主流技术,成为下一代图形技术的标配。

微软和索尼都已经宣布,各自的下一代游戏机(预计将于2020年推出)将纳入基于硬件的实时光线追踪支持。有趣的是,这两款设备都将由amd设计的gpu驱动,这强烈暗示amd将把实时光线追踪硬件技术引入下一代amd显卡。

最近英特尔也宣布,将在2020年推出的xe独立显卡,重回光线追踪的世界。

即使中国公司在这场技术竞争中也没有落后,图形芯片设计公司imagination在近年5月宣布,开始提供其powervr光线追踪技术授权,该公司的光线追踪方案更适用于手机等低能耗的移动设备。

实时光线追踪任重而道远,但它的发展势头还在增长。最真实的反应可能来自现在最坚定的鼓吹者英伟达。

在去年推出第一代rtx显卡后,英伟达曾面临一些批评,因为许多流行的pc游戏对实时光线追踪的支持有限。

现在,在主打光线追踪的rtx系列显卡发布一周年以后,前期显得有些匮乏的光线追踪支持游戏阵容有了丰富的迹象。

目前看来,支持光线追踪的游戏正在变多,包括即将到来的《赛博朋克2077》《看门狗:军团》《使命召唤:现代战争》等,国产游戏方面,我们还会等来《重生:边缘》和《光明记忆》。

英伟达还计划为更多3d老游戏带来光线追踪效果,通过光影的魅力,让游戏产生惊艳且脱胎换骨的,除了经典游戏《毁灭战士》,《我的世界》也将迎来光线追踪技术升级。

“我花费大量时间说服一些满腹狐疑的记者和意见领袖们,让他们相信光线追踪是游戏产业的下一场重大变革。”英伟达公关brian burke说,“别告诉我老板,我的工作突然间轻松不少。”