已經2023年了,距離實時光線追蹤技術首次面世已經過去五年,英偉達顯卡型號也從GTX迭代到RTX40系,從剛上線時幾乎沒有支持的游戲,到《戰(zhàn)地五》、《控制》等大作搭載光追技術,再到如今40系問世之后所連帶推出的《賽博朋克2077》光追版,以及《我的世界》光追版等。光線追蹤技術越來越廣泛的應用在各大游戲之中,甚至作為賣點進行宣傳。而對于這項已經發(fā)展了五年的技術,如今在游戲中的表現(xiàn)具體怎樣呢,搭配硬件的性能釋放能做到多少,不如讓我們一起看看。
在光線追蹤技術之前,游戲普遍使用光柵化技術進行制作,光柵化所達到的效果是利用二維平面將物體以三維的方式展現(xiàn)出來。這就需要游戲廠商將大量的精力和資源投入其中。
因為需要提前將玩家可能的視角內所看見的物體和細節(jié)做渲染貼圖,而用二維貼圖表現(xiàn)三維物體勢必需要在大量的角度上調試光照效果。而隨著游戲場景的擴大,所需要的貼圖量也會成倍增長,可以想象,想在一個巨大的開放游戲時間實現(xiàn)較為真實的畫面效果需要多大的代價。
將光柵化做到極致的大概就是《孤島危機》系列和《荒野大鏢客2》了,但并不是所有廠商都會將這件費力不討好的事情做到極致。不過,極致光柵化帶來的問題就是效果的提升隨之而來的是素材量的成倍提升和龐大的運算量。硬件一旦不堪重負,游戲也會因此產生畫面撕裂、殘影、光線角度不自由和自帶BUG的種種問題,雖然光柵化是許多圖形技術的基礎,但它并不完美。
我們現(xiàn)在常說的光追技術,其實全稱是實時光線追蹤技術。其原理簡單來說是從視點向平面上的像素發(fā)射光線,遇到阻擋的物體則計算其表面顏色,遇到鏡面或折射面則按繼續(xù)向反射或折射方向跟蹤另一條光線,如此往復循環(huán),直到光線射出場景或者達到規(guī)定計算次數(shù)。
光追效果在制作初期就能夠模擬一個太陽進行全局光照,再根據(jù)玩家視角計算物體表面的顏色。而全局光照也是前幾十年各大游戲引擎面臨的一大難題。
說了這么多,不如僅游戲看看效果。本次選用的顯卡仍然是盈通的RTX4070櫻瞳sugar(才不是因為只有這張卡),外觀上已經不用過多介紹,優(yōu)秀的設計加上精美的立繪一直是他們的賣點。
清新三風扇設計,擁有強大散熱力,能夠無懼夏日炎熱,暢玩各類游戲。
輸出接口方面,配備的是是1個HDMI2.1+3個DP1.4的配置,能夠適配市面主流2K、4K顯示器。
供電接口是16pin的標配,也并不意外。
本次測試所用的平臺介紹:
本次測試的游戲選擇了目前光追效果最好的《賽博朋克2077》以及國產支持光追的射擊游戲《光明記憶:無限》。話不多說,直接上圖。
同樣在2K分辨率下,我們對比不開光追的最高畫質,和光追:超級模式+DLSS 3質量的畫面表現(xiàn)。(下文圖片對比排布均為上圖開啟光追,下圖無光追)
第一組圖很好地表現(xiàn)了光追技術在透明材質下的光影效果。從整體色調來看,光追技術真正做到了全局光照的畫面表現(xiàn),上圖的色調較下圖偏黃,這是由于太陽光線的散射效果。而具體到玻璃櫥柜表面,擺放在其表面之上的物品,由于鏡面反射,產生了清晰的倒影。包括外部的建筑、圍欄也倒映在玻璃表面之上,這是非常符合我們現(xiàn)實觀感的。
(PS:此處上圖由于更換畫質時幀率波動較大,出現(xiàn)顯示BUG,實際穩(wěn)定幀率應為90左右)
第二組圖,展現(xiàn)了光追在陰暗條件下在人物表面的漫反射和陰影表現(xiàn)。其實細節(jié)上的差距,會潛移默化地影響整體的游戲體驗。這里其實能看出光追和光柵化的本質上的不同。光柵化是一種固定的預設,在此場景下,電梯里只有一盞斜上方的燈光,但人物手部和正面的亮度明顯過高,像是在畫面右側還有一盞補面光的燈。這是因為光柵化是以渲染貼圖的形式做出光影效果的。而光追技術下的光影則顯得更加真實,這是因為人物身上的顏色是經過實時計算而產生的。從畫面效果對比來看,上圖類似倫勃朗打光勾勒出了人物硬朗的面部輪廓,很好地展現(xiàn)了一個夜之城亡命之徒的形象。而下圖不夠真實的面光下,人物好像一個貼心的朋克傻大哥,我想這其實也是制作組不想看到的。
最后一組圖展示了光追效果對于細節(jié)的掌控。戶外場景里的復雜光源,光追能將細節(jié)做得更加到位,如樓梯上不起眼的燈帶,人物面部和手部的層次,包括人物穿戴的項鏈耳墜的質感,都做到了模擬現(xiàn)實的效果。而反觀光柵化的表現(xiàn),其實整體來說對于畫面的信息沒有任何損失,但過白的人物面部,廉價的金鏈質感,都非常讓人出戲。尤其手部的細節(jié),如果但截出這樣的手,你能分別這是來自一個硬漢還是一個軟妹子嗎?
性能方面,測試所用的盈通4070在2K分辨率下光追特效全開搭配DLSS 3技術基本能夠穩(wěn)定在90幀左右。我所用的是追求畫面品質的質量DLSS模式,如果采用性能模式的話應該能夠達到百幀以上的表現(xiàn)。
再來看看國產支持光追的《光明記憶:無限》,同樣是2K分辨率下光追全開VS無光追效果。(依然是上圖開啟光追,下圖無光追)
如圖,雖然上圖光追版由于處于運動狀態(tài),截得有些虛焦了,但能夠明顯看出來的是魔法光球類似電流的效果細節(jié)更為豐富,士兵身上的裝甲細節(jié)和層次感也要好于下圖。下圖由于陰影層次不夠豐富,所以有種低劣的貼圖感。而一旁的墻上,細小的燈帶也表現(xiàn)出截然不同的效果。
在靜止場景的對比之下,沒有開啟光追的水面缺少了倒影的反饋,這大概是制作組為了節(jié)省成本所做的一些妥協(xié)。而開啟光追之后,水的倒影也會通過計算而表現(xiàn)出來,但相較于《2077》,其質感明顯稍差。不過畢竟是一款射射射的爽游,其實對于場景要求也不必太苛刻。而槍管處的不同,也體現(xiàn)了光追和光柵化的不同特點。在一些逆光場景,追求真實化的光追效果陰影會更加強烈,看上去似乎像是損失了一些細節(jié)。
整體性能表現(xiàn)也還算不錯,2K分辨率光追特效全開大概能維持百幀以上,一些人物較多的場景會降到90幀左右。無光追版基本穩(wěn)定130幀上下。
借用英偉達官方發(fā)布的《我的世界》光追版返圖來看,同樣是充滿立方體的地下礦場,和充滿馬賽克材質的林間小屋,給人的感覺卻截然不同。光追所帶來的是對現(xiàn)實的更上一層的模擬,是更沉浸的游戲體驗,是氛圍感的大幅提升。
當然也有人會說,我是喜歡更好的畫質,但也不是拿著放大鏡在玩游戲,也不是一步一停地思考光影呀。這也同樣也丟出了一個問題給我們,在追求畫面真實高清的我們,到底追求的是什么?
光柵化技術經過十幾年的發(fā)展,我們已經能夠看到它的上限了,想要做出《大鏢客2》那樣好的光影,可能需要一個龐大團隊幾年的精心打磨,而這其實也是在游戲上線前的一次豪賭。更多的游戲制作者,無法事無巨細地完成場景和細節(jié)的打磨,所以在游戲中呈現(xiàn)出的似乎的“真實”就如《2077》里失去陰影細節(jié)的杰克一樣,只能是經不起推敲的真實。
誠然,光追技術目前仍然處于發(fā)展階段,實時的光影提升,其實也不會帶來游戲內容的區(qū)別。但光追技術所提出的是一種游戲在光線計算方面的打包解決方案,雖然現(xiàn)階段在仍然需要較高算力和性能占用,但其算法更為先進,未來在合理的調配下也更加可控,效果展現(xiàn)也更加真實。
總的來說,光追技術的前景毋庸置疑,現(xiàn)階段由于沒能普遍適配,游戲制作仍以光線追蹤和光柵化混用為主,上限還沒能完全展現(xiàn),但其對光線運算上提供的解決方案在未來是能夠減少運算所占用的性能比,降低游戲開發(fā)成本,并且可以提升游戲的維度和深度,提升體驗??梢哉f,是實實在在的性能升級。并且PS、XBOX等平臺的默認適配也從側面肯定了這一事實。光追在電影、3D動畫等領域的應用已經取得成功,現(xiàn)在進入即時運算領域的光追未來的更多應用場景和更全面的適配,應該也能帶給游戲質的飛躍。
選購方面,建議目前和未來想要體驗光追效果的玩家還是選擇40系顯卡,畢竟同比來說N卡目前的光追表現(xiàn)力是最強的,而且其擁有的DLSS技術可以大幅提升游戲幀率。這是目前想要在高分辨率下暢玩光追游戲的最佳方案。萬元裝機的話,推薦我手上的這款盈通4070,目前使用體驗良好,也沒有散熱和噪音問題,并且外觀精美性能在線,價格同比也是比較合理的。