生活在現(xiàn)實世界中,很少有人會注意各種光線,。太陽光反射與折射,湖面中的倒影,霓虹燈閃爍的光線,透光窗戶照射在房間中的光線,不同形式的光線雖然不起眼,但是它們讓這個世界充滿煙火氣,。
反觀游戲中的虛擬世界,不管畫面有多清晰,人物形象有多動人,總讓人覺得缺少真實感,。曾經有人總結虛擬世界與現(xiàn)實世界的區(qū)別,光線帶來的反差感被著重強調,。虛擬世界中的光線往往都是直射,缺少反射與衍射,光線缺少明暗、深淺與陰影,整體上缺少立體感,。
為了讓游戲中畫面更加真實,三年前英偉達發(fā)布了圖靈架構顯卡,增加了模擬真實世界光線效果的“光線追蹤技術”,也就是所謂的光追,。
PC 端光追顯卡發(fā)布會,電腦端游戲進入全新的時代,無數(shù)網(wǎng)友沉浸在光追效果渲染的擬真世界中,。而在手機端,光追技術也沒讓玩家們等多久,。
上周,手機芯片廠家聯(lián)發(fā)科發(fā)布移動端光追解決方案,利用新的硬件圖像處理結合光線追蹤特性以更低功耗實現(xiàn)畫質的飛躍。
光追技術如何實現(xiàn)?
中學物理介紹過光線的傳播原理:光線在傳播過程中會發(fā)生折射,、反射與陰影效應,而光追技術就是運用已有的原理,追蹤光線的傳播方向,將其應用到視覺畫面渲染中,。具體而言,就是利用光子傳播的方式來計算環(huán)境內光線的照射路徑以及與物體碰撞后形成的反射效果。計算完成后,系統(tǒng)就知道何處明亮,、何處昏暗,、何處是被第一次光線反射而照亮的。
舉個簡單的例子,平時我們在電影院中看到逼真的特效效果,不少就采用了光追技術,很多場景并不存在于真實世界,然而在大屏幕上看起來卻“真實感”十足。
電腦端光追技術一開始由微軟提出,專門用于 3D 效果渲染,可惜微軟沒有深入研究這個技術,以至于長年少有人問津,。改變出現(xiàn)在 2018 年,主要從事顯卡研發(fā)的英偉達在當年 8 月推出了支持實時光追技術的 RTX 2080Ti 顯卡,號稱近 12 年來顯卡界最大的革命與成功,。
眾所周知,英偉達是偉大的顯卡公司,而顯卡又是電腦端圖像渲染的核心。英偉達旗下光追顯卡推出后,眾多游戲大作紛紛支持光線追蹤,。在那幾年,不支持光追的顯卡,幾乎沒有資格稱作年度大作,。當眾多游戲大作運用上光追技術之后,玩家們發(fā)現(xiàn)真實感與層次感變得更加出色,非常接近于真實世界中的光影效果。玩家們一旦用上光追顯卡,就很難離開它,。
移動端光追技術特色
英偉達光追顯卡效果毋庸置疑,可對普通玩家來說卻比較遙遠,。支持光追技術的顯卡價格少說都要好幾千,加上 CPU、硬盤等硬件,攢一臺支持光追技術的電腦至少也要上萬元,。
與此同時,光追技術并非完美無缺,。光線渲染非常復雜,即使是最為先進的顯卡,也難以模擬出數(shù)百條光線傳輸軌跡。電影大片中的光追效果之所以接近真實,是因為那并不是實時光追畫面,影視后期工作者有充足的時間對既有視頻進行光追渲染,。
而顯卡上的光追技術屬于實時光線追蹤,短時間內難以處理大量樣本,實時渲染效果自然大打折扣,。此外,顯卡中加入 RT Core,計算量極其龐大,影響了顯卡本身的渲染效果,不少網(wǎng)友反饋開光追后游戲幀數(shù)暴跌70%。
電腦端顯卡尚不能處理好實時光追技術,移動端顯卡又該如何處理呢?其實,聯(lián)發(fā)科在這里用了取巧的方法,。
如果按照英偉達的路線,聯(lián)發(fā)科需要研發(fā)高性能 GPU,再分出一部分用于光追計算,。可聯(lián)發(fā)科處理器 GPU 性能本來就不出色,再分出一部分,畫面顯示效果將大幅落后于高通,、蘋果這些競爭對手,。
于是乎,聯(lián)發(fā)科創(chuàng)造性搞出一個光線追蹤 SDK 工具包,結合騰訊游戲為移動平臺量身定做的光線追蹤渲染管線,從而實現(xiàn)移動端光線追蹤。技術上,聯(lián)發(fā)科光追 SDK 基于Vulkan 光追擴展規(guī)范上擴展而來,。
Vulkan 光線追蹤標準是開放,、跨平臺、跨廠商的光追標準,聯(lián)發(fā)科在其基礎上與下游游戲廠家騰訊聯(lián)合,為特定游戲做定制化光追提升,。
顯示效果上,根據(jù)聯(lián)發(fā)科公布的測試視頻,移動端游戲畫面提升明顯,光線效果沉浸感非常棒,。不過,實時顯示效果或許跟測試視頻有些出入?？紤]到聯(lián)發(fā)科采用軟件工具包方案,理論上光追效果比不上英偉達光追顯卡,。
說一千道一萬,在正式體驗之前,聯(lián)發(fā)科光追效果難以評估。然而,聯(lián)發(fā)科發(fā)布光追技術本身就是一次巨大的突破,它象征著移動端芯片廠家第一次正視光追需求,。未來,高通,、蘋果、三星等芯片廠商或許會陸續(xù)跟進,手機游戲普及光追的時代指日可待,。
