只能在遊戲中使用嗎？ RTX光線追蹤技術的現實運用
2025-05-30 19:20:10
前段時間我們聊到新一代RTX 20系顯卡所採用的實時光線追蹤技術，可以說，NVIDIA這麼多年在3D圖形方面的努力並沒有白費，光線追蹤技術運用於硬體產品之上的示例堪稱人類光影技術的裡程碑。雖然9月20日新顯卡才會上線發售，但這並不影響我們對其進行具體表現進行探究。上一期研究了該技術的核心工作原理，那麼本期我們將著重對其在實際遊戲中的效果究竟做出度對比分析。
NVIDIA Geforce RTX顯卡
2018年8月20日，在德國科隆遊戲展的展前發布會上，NVIDIA正式推出首款NVIDIA Turing GPU架構的GeForce RTX遊戲顯卡，隨後，NVIDIA宣布各大遊戲廠商將開始著手基於全新NVIDIA RTX平臺開發以《戰地V 》和《古墓麗影：暗影》為代表的熱門遊戲，計劃將全新的實時光線追蹤技術和AI功能引入遊戲，便於遊戲玩家在新顯卡上線後第一時間體驗與傳統渲染效果不同的真實遊戲環境。
這也就意味著具備全新光線追蹤技術的RTX 20系遊戲顯卡在未來將成為遊戲行業發展的標準之一，屆時採用NVIDIA Turing 架構的新顯卡可對遊戲中各類陰影、反射、折射和全局照明燈物體之間的物理屬性進行精確把控，利用光影效果為玩阿基營造出真實的遊戲場景。
支持光線追蹤技術的遊戲
實時光線追蹤技術固然不錯，但如果我們喜愛的遊戲不支持那也白搭，NVIDIA為了便於全新顯卡與遊戲之間適配，與遊戲廠商合作推出了一套功能強大的工具，遊戲廠商可藉此強化光線追蹤技術和AI效果，包括支持高級可編程著色器、光線追蹤和深度學習的硬體軟體。
目前支持實時光線追蹤的遊戲共有11款
《神力科莎》 (Assetto Corsa Competizione) (Kunos Simulazioni/505 Games)
《原子之心》 (Atomic Heart) (Mundfish)
《戰地5》 (Battlefield V) (EA/DICE)
《控制》 (Control) (Remedy Entertainment/505 Games)
《應徵入伍》 (Enlisted) (Gaijin Entertainment/Darkflow Software)
《逆水寒》 (Justice) (網易)
《劍網3》 (JX3) (金山軟體)
《機甲戰士5：僱傭兵》 (MechWarrior 5:Mercenaries) (Piranha Games)
《地鐵：離去》 (Metro Exodus) (4AGames)
《Project DH》 (Nexon's devCAT Studio)
《古墓麗影：暗影》 (Shadow of the Tomb Raider)(Square Enix/Eidos-Montréal/CrystalDynamics/Nixxes)
實時光線追蹤技術運用
《古墓麗影：暗影》
《古墓麗影：暗影》是由《古墓麗影》系列重啟後的第三部作品，由Eidos Montreal工作室製作，是一款深受遊戲玩家追捧的冒險類動作遊戲，在遊戲中玩家可以體驗到探索雨林、古墓以及加開謎題，與敵人鬥智鬥勇的過程，使得這款遊戲充滿了未知的刺激。
以上為開啟RTX 實時光線追蹤技術後的《古墓麗影：暗影》視覺展現，可以看到，遊戲角色在複雜的燈光環境下，隨著燈光色彩的變化以及攝像機鏡頭的遠近變化，光線打在人物上的陰影完全不同，與真實場景十分相近，尤其是畫面中人物手中煙火的擺動帶動周圍光線關係的變化更為真實，不禁讓我們對這款遊戲更加期待。
《戰地V》
《戰地Ⅴ》是一款由EA製作並發修行的第一人稱射擊類遊戲大作，是《戰地》系列遊戲的正統延續，我們都知道，《戰地》系列遊戲一直以來戰場都非常恢弘巨大，玩家需要在多變的戰場上與「敵人」進行作戰，喜愛《戰地》系列的遊戲玩家對於《戰地Ⅴ》的即將上線充滿期待，震撼的戰爭場面加上遊戲動畫，稱之為電影大片也並不為過。
開啟RTX 實時光線追蹤後的視覺表現，因為爆炸導致反射到車體上光線發生變化，呈現在車體上不再是原本的光線渲染效果，而是新的爆炸火光帶來的像素變化，仔細觀察甚至包括人物在車前的反射光同樣清晰。並可隨著人物以及火光的變化而不斷變化「形態」。體現在我們視覺中就是接近真實環境的震撼體驗。
未開啟RTX 實時光線追蹤，也就是使用傳統高端遊戲顯卡的情況下遊戲中的表現，我們可以看到，在高性能顯卡渲染下整個遊戲畫面紋理非常逼真、清晰，並且車前面爆發火光後，爆炸畫面非常震撼，但因爆炸產生的光不可控，所以在汽車周圍設計者並未做任何光線渲染處理，我們在車體外圍只能看到車前的爆炸在車體上只是一片暗紅色區域，這與真實場景完全不相符。
《地鐵：離去》
《地鐵：離去》是一款採用分線性人物和沙盒地圖以探索刺激的劇情遊戲，玩家將會親身經歷整個春夏秋冬以及核冬季，遊戲採用晝夜循環系統以及動態氣候系統。在這款遊戲中，玩家可自己定義武器裝備、每個選擇都將影響未來的徵程，可玩性非常高，最大的特點在於遊戲中各種細節化的道具渲染強化。
《地鐵：離去》這款遊戲本身靈感就來自於小說《地鐵2033》和《地鐵2035》，題材上就貼近去恐怖與生存，開啟RTX的實時光線追蹤後，玩家可以通過遊戲感受到更加真實的緊張氛圍，想像一下，帶上耳機，聆聽自己的腳步，實現所見範圍內因為自身的移動，四周環境發生微妙的改變，真實代入感將會非常強烈，對於喜歡恐怖生存類遊戲的玩家來說，實時光線追蹤技術將會為玩家提供一個身臨其境的感覺。
從對比圖中不難發現，實用RTX 20系遊戲顯卡開啟實時光線追蹤技術後，我們看到的遊戲場景色彩會變得非常豐富，環境因為有了光線，賦予了更加明亮的色彩。遊戲場景也變得更加貼近真實的畫面感。
光線追蹤技術的多領域運用
其實早在很久之前，光線追蹤技術就被提出，但受限於效率不高的缺點，只能被應用於影視特效中的靜幀渲染工序，而對大眾最有影響的3D圖形遊戲領域也是最近才被NVIDIA運用於RTX 20系顯卡身上。主要原因就在於這種技術的計算量非常大，通常電影製作人才依賴於大量的伺服器渲染農場。這種渲染的特殊效果可能需要花費幾天甚至幾周的時間。最常見的就被運用於我們常見的OC電影中，例如在震撼的《優品飛車》等電影中。
在大型3D圖形遊戲領域，實時光線追蹤技術的運用不管是因為NVIDIA Turing架構提升了計算量還好實時光纖技術得到了徹底的迭代升級，隨著GPU性能的日益增強，在可預期的未來，必然會有更有人將會享受到光線追蹤技術帶來的好處。最切實的例子將會是在建築領域，不管是產品設計師還是工程建築師，都可以高效的實用實時光線追蹤技術在很短的時間內還是能成逼真的產品模具，提升成品展示效率的同時省去了複雜而又昂貴的設計費用。
本文編輯：劉國亮
關注泡泡網，暢享科技生活。
