只能在游戏中使用吗？ RTX光线追踪技术的现实运用

    前段时间我们聊到新一代RTX 20系显卡所采用的实时光线追踪技术，可以说，NVIDIA这么多年在3D图形方面的努力并没有白费，光线追踪技术运用于硬件产品之上的示例堪称人类光影技术的里程碑。虽然9月20日新显卡才会上线发售，但这并不影响我们对其进行具体表现进行探究。上一期研究了该技术的核心工作原理，那么本期我们将着重对其在实际游戏中的效果究竟做出度对比分析。

NVIDIA Geforce RTX显卡

    2018年8月20日，在德国科隆游戏展的展前发布会上，NVIDIA正式推出首款NVIDIA Turing GPU架构的GeForce RTX游戏显卡，随后，NVIDIA宣布各大游戏厂商将开始着手基于全新NVIDIA RTX平台开发以《战地V 》和《古墓丽影：暗影》为代表的热门游戏，计划将全新的实时光线追踪技术和AI功能引入游戏，便于游戏玩家在新显卡上线后第一时间体验与传统渲染效果不同的真实游戏环境。

    这也就意味着具备全新光线追踪技术的RTX 20系游戏显卡在未来将成为游戏行业发展的标准之一，届时采用NVIDIA Turing 架构的新显卡可对游戏中各类阴影、反射、折射和全局照明灯物体之间的物理属性进行精确把控，利用光影效果为玩阿基营造出真实的游戏场景。

支持光线追踪技术的游戏

    实时光线追踪技术固然不错，但如果我们喜爱的游戏不支持那也白搭，NVIDIA为了便于全新显卡与游戏之间适配，与游戏厂商合作推出了一套功能强大的工具，游戏厂商可借此强化光线追踪技术和AI效果，包括支持高级可编程着色器、光线追踪和深度学习的硬件软件。

目前支持实时光线追踪的游戏共有11款

• 《神力科莎》 (Assetto Corsa Competizione) (Kunos Simulazioni/505 Games)

• 《原子之心》 (Atomic Heart) (Mundfish)

• 《战地5》 (Battlefield V) (EA/DICE)

• 《控制》 (Control) (Remedy Entertainment/505 Games)

• 《应征入伍》 (Enlisted) (Gaijin Entertainment/Darkflow Software)

• 《逆水寒》 (Justice) (网易)

• 《剑网3》 (JX3) (金山软件)

• 《机甲战士5：雇佣兵》 (MechWarrior 5:Mercenaries) (Piranha Games)

• 《地铁：离去》 (Metro Exodus) (4AGames)

• 《Project DH》 (Nexon's devCAT Studio)

• 《古墓丽影：暗影》 (Shadow of the Tomb Raider)(Square Enix/Eidos-Montréal/CrystalDynamics/Nixxes)

实时光线追踪技术运用

《古墓丽影：暗影》

    《古墓丽影：暗影》是由《古墓丽影》系列重启后的第三部作品，由Eidos Montreal工作室制作，是一款深受游戏玩家追捧的冒险类动作游戏，在游戏中玩家可以体验到探索雨林、古墓以及加开谜题，与敌人斗智斗勇的过程，使得这款游戏充满了未知的刺激。

    以上为开启RTX 实时光线追踪技术后的《古墓丽影：暗影》视觉展现，可以看到，游戏角色在复杂的灯光环境下，随着灯光色彩的变化以及摄像机镜头的远近变化，光线打在人物上的阴影完全不同，与真实场景十分相近，尤其是画面中人物手中烟火的摆动带动周围光线关系的变化更为真实，不禁让我们对这款游戏更加期待。

《战地V》

    《战地Ⅴ》是一款由EA制作并发修行的第一人称射击类游戏大作，是《战地》系列游戏的正统延续，我们都知道，《战地》系列游戏一直以来战场都非常恢弘巨大，玩家需要在多变的战场上与“敌人”进行作战，喜爱《战地》系列的游戏玩家对于《战地Ⅴ》的即将上线充满期待，震撼的战争场面加上游戏动画，称之为电影大片也并不为过。

    开启RTX 实时光线追踪后的视觉表现，因为爆炸导致反射到车体上光线发生变化，呈现在车体上不再是原本的光线渲染效果，而是新的爆炸火光带来的像素变化，仔细观察甚至包括人物在车前的反射光同样清晰。并可随着人物以及火光的变化而不断变化“形态”。体现在我们视觉中就是接近真实环境的震撼体验。

    未开启RTX 实时光线追踪，也就是使用传统高端游戏显卡的情况下游戏中的表现，我们可以看到，在高性能显卡渲染下整个游戏画面纹理非常逼真、清晰，并且车前面爆发火光后，爆炸画面非常震撼，但因爆炸产生的光不可控，所以在汽车周围设计者并未做任何光线渲染处理，我们在车体外围只能看到车前的爆炸在车体上只是一片暗红色区域，这与真实场景完全不相符。

《地铁：离去》

    《地铁：离去》是一款采用分线性人物和沙盒地图以探索刺激的剧情游戏，玩家将会亲身经历整个春夏秋冬以及核冬季，游戏采用昼夜循环系统以及动态气候系统。在这款游戏中，玩家可自己定义武器装备、每个选择都将影响未来的征程，可玩性非常高，最大的特点在于游戏中各种细节化的道具渲染强化。

    《地铁：离去》这款游戏本身灵感就来自于小说《地铁2033》和《地铁2035》，题材上就贴近去恐怖与生存，开启RTX的实时光线追踪后，玩家可以通过游戏感受到更加真实的紧张氛围，想象一下，带上耳机，聆听自己的脚步，实现所见范围内因为自身的移动，四周环境发生微妙的改变，真实代入感将会非常强烈，对于喜欢恐怖生存类游戏的玩家来说，实时光线追踪技术将会为玩家提供一个身临其境的感觉。

    从对比图中不难发现，实用RTX 20系游戏显卡开启实时光线追踪技术后，我们看到的游戏场景色彩会变得非常丰富，环境因为有了光线，赋予了更加明亮的色彩。游戏场景也变得更加贴近真实的画面感。

光线追踪技术的多领域运用

    其实早在很久之前，光线追踪技术就被提出，但受限于效率不高的缺点，只能被应用于影视特效中的静帧渲染工序，而对大众最有影响的3D图形游戏领域也是最近才被NVIDIA运用于RTX 20系显卡身上。主要原因就在于这种技术的计算量非常大，通常电影制作人才依赖于大量的服务器渲染农场。这种渲染的特殊效果可能需要花费几天甚至几周的时间。最常见的就被运用于我们常见的OC电影中，例如在震撼的《优品飞车》等电影中。

    在大型3D图形游戏领域，实时光线追踪技术的运用不管是因为NVIDIA Turing架构提升了计算量还好实时光纤技术得到了彻底的迭代升级，随着GPU性能的日益增强，在可预期的未来，必然会有更有人将会享受到光线追踪技术带来的好处。最切实的例子将会是在建筑领域，不管是产品设计师还是工程建筑师，都可以高效的实用实时光线追踪技术在很短的时间内还是能成逼真的产品模具，提升成品展示效率的同时省去了复杂而又昂贵的设计费用。

本文编辑：刘国亮

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