射線追踪尚未辜負其潛力

從早期開始,遊戲行業就一直是技術的最前沿,推動了諸如手持計算,在線通信以及當然還有圖形的期望。在過去的七年中,雷追踪是圖形的出血邊界之一。但是,即使射線追踪能力的GPU在控制台,PC甚至手持電腦中擴散,許多遊戲玩家仍然對該技術持懷疑態度。那是怎麼回事?

這是一個複雜的問題,回答它需要考慮許多因素。其中包括遊戲開發標準,這些標準使射線追踪的使用差或幾乎是看不見的;射線追踪是一項仍然有益的技術的事實;遊戲習慣和偏好的轉變;以及引入射線追踪圖形卡關於經濟轉變的時間。

射線追踪是預渲染計算機圖形學中最古老的技術之一,但仍處於實時計算機圖形中的起步階段。實時射線跟踪使用模擬的輕彈來點亮和渲染遊戲場景。這允許對照明和陰影進行準確的渲染以及不需要藝術家的大量作品的詳細反射。讓我們看一下雷·追踪者(Ray Tracing)到目前為止在遊戲行業中的表現。

射線追踪GPU是否常見?

首先,讓我們談談我們可以在現實世界中找到雷在射線來追踪GPU的地方。如果遊戲玩家無法訪問射線追踪功能的硬件,則出版商和開發人員將不感興趣將這些功能納入他們發布的遊戲。

任何擁有PlayStation 5或Xbox系列X | s控制台的人都可以使用某種形式的射線跟踪,最近的數字顯示,世界各地的家庭中至少有9500萬個系統(PlayStation 5 8000萬個遊戲機,估計顯示PS5 銷售Xbox控制台 2:1到5:1)。開關2還可以進行一些射線跟踪,儘管容量比Xbox系列S更具有限的能力,從而增加了一個新的增長安裝基礎。

我們還擁有許多遊戲PC和筆記本電腦以及遊戲手持台。得益於Steam硬件調查,該蒸汽運行的人的子集有助於提供一些增加的數字,這表明大約30%的響應用戶具有能夠進行射線追踪的圖形卡。

這意味著有很多遊戲機和PC可以進行射線追踪。它仍然是一項苛刻的技術,並且仍然是一項快速發展的技術,但不再有資格成為一系列高端用戶可用的利基技術。

遊戲是否考慮到射線追踪?

在遊戲中實時射線追踪有許多出色的展示櫃,這些展示顯示了遊戲如何從頭開始設計的硬件,或者在正確的情況下添加。最早的是 Minecraft可選的RTX實現 (非NVIDIA卡支持Minecraft的射線追踪,但最初的實施是Mojang和Nvidia之間的共同營銷工作),現在主要由 mods 喜歡更好的rtx。 Minecraft憑藉其簡單的幾何形狀和動態性質效果很好。射線追踪照明完全改變了Minecraft的外觀。如果您的地下沒有光線,那麼周圍的環境是黑色的,而森林則像是充滿活力的,活潑的地方。

當我採訪時 刺客信條陰影 技術總監Nicolas Lopez,他演示了射線追踪如何加速發展並添加遊戲玩家可以看到的有意義的功能。例如,Shadows的動態照明幫助團隊實現了四個不同的賽季和遊戲中各種天氣狀況,而無需完全重新考慮和重新亮相世界。這為遊戲玩家提供了更多的遊戲,並使開發人員能夠將他們的努力引導到使更有趣的遊戲世界中。

其他遊戲使他們更容易發現,但不要改變玩遊戲的方式 – 但仍然有效地使用了技術。一些示例包括 蜘蛛俠 遊戲和補救措施 控制,這兩個都具有許多大型玻璃窗格。您所要做的就是經過,砸碎或爬過一張玻璃,以看到準確的反射出現並消失。在實時射線追踪之前,如果沒有巧妙的技巧,這是不可能的。另一個補救遊戲, 艾倫·韋克2,使用射線跟踪在黑暗,葉子密集的手電筒燈光場景中動態彈跳;手電筒光束和葉子都在運動中反射出來,使射線追踪一個解決方案,可改善場景的現實主義並減少開發人員的工作量。

一些遊戲,喜歡 印第安納·瓊斯和大圈子厄運:黑暗時代構建以結合一定數量的射線跟踪,並且需要在PC上播放射線追踪硬件。

但是,更多的遊戲為這項技術造成了糟糕的理由。在我的 關於射線和路徑追踪技術的底漆,我對此深入了解,因此,如果您好奇,請務必檢查一下。但是簡短的版本是,大量遊戲,尤其是AAA遊戲,沒有很多活動部件。線性遊戲,例如第一人稱射擊遊戲,或多或少是主題公園的遊樂設施,等待您觸發動畫和敵人的反應,這是靜態世界的。開放世界的遊戲的動態運動對象的頻率更高,但是它們的環境仍然是靜態的,甚至它們的日夜週期也沒有並發症,例如季節性變化和天氣波動。

在一個世界上,射線追踪可以為多人遊戲射擊遊戲增添真正的樂趣:例如,使用反射率和陰影來幫助您發現或隱藏敵人。但實際上,這些射擊者非常適合射線追踪,因為它會影響性能,但是如果您不窺視像素,則幾乎沒有可見的好處。陰影會更加清晰,更準確,反射性的東西會顯示出更準確的反射,但是許多玩家對遊戲的運行遠比享受這些美容差異更感興趣。

這意味著,在許多遊戲中,發現射線追踪的效果需要對玩家進行積極的調查。當您不將放大鏡放到每個表面時,這幾乎是看不見的。另一方面,無論世界是否非常適合射線追踪,它的簡單存在都會對遊戲產生巨大的表現,只是為了使籬笆之類的東西看起來更“柵欄”。如果這些是您玩的遊戲類型,那麼Ray Tracing可能會感覺像是不良的權衡也就不足為奇了。競爭性的多人遊戲(如《使命召喚》,Dota 2和Fortnite)是目前最受歡迎的PC遊戲,許多玩家傾向於傾向於拒絕圖形,而不是更高的幀速率。而且,我們不要忘記喜歡較小的獨立版本而不是更大,技術上更複雜的遊戲玩家的人群 – 其中許多遊戲玩家,GPU Power,更不用說射線追踪功能是一個因素。

機智 戰場6 射線不會很快追踪根據遊戲技術總監克里斯蒂安·布爾(Christian Buhl)的說法。戰場遊戲此時以糟糕的推出而聞名,因此團隊可以做的任何事情以確保遊戲在啟動時盡可能地表現出色,而在像《戰地風雲》這樣的遊戲中,雷追踪雷只是額外的。

射線追踪還不到成熟(玩家可以告訴)

如前所述,實時射線追踪仍然是一項相對新生的技術,直到捷徑和專門硬件可用來減輕所需的大量計算負載。如今,我們在GPU中的射線追踪在計算機上仍然非常昂貴,並且需要大量的視覺清理(實時射線追踪非常嘈雜),以至於由NVIDIA自己的服務進行升級和顛倒採樣 DLSS (深度學習超級採樣)和AMD FSR (FidelityFX超級分辨率),使其看起來不錯。

因此,增加了射線追踪硬件的能力和優化算法的能力。對於每個借助射線追踪功能發布的遊戲,我們都會看到在Reddit和YouTube等地方彈出性能比較,並且這些始終記錄了啟用射線追踪的性能。對於許多遊戲玩家而言,這使它成為一種養來的技術,好奇心,幾乎沒有其他東西,直到它成熟為止。

此外,這一切幾乎需要進行升級和更高采樣的簡單事實可能會使某些遊戲玩家沒有吸引力。在有關Ray Tracing和DLSS的視頻部分中,​​發現人們並不難理 提高圖像是作弊,並且圖像應該是原始圖像的一對一像素渲染。這在控制台上尤其明顯。為了使遊戲玩家提供一個簡單的選擇:質量或性能 – 更高質量的,通常是較低分辨率的圖像或更高,穩定的幀速率的清潔圖像,而不是將一堆小開關轉換為調整性能。此功能先於射線跟踪,但通常是開發人員如何解決遊戲機上的支持。

Nintendo Switch的持續力量和手持遊戲PC的不斷增長都會影響感知。手持式粉絲想要可以在手持式手持的遊戲上運行的遊戲,因此不希望可以使遊戲無法播放的功能。而Nintendo Switch 2和一些手持遊戲PC是 能夠進行一些射線跟踪,在用戶意識到電池壽命的設備上,這些功能將多久使用。話雖如此,有些團隊開始探索可能性。在最近的視頻中,數字鑄造廠稱為《星球大戰》違法者是“射線追踪的啟示”。對於系統前進而言,這可能是一個強大的功能。

不良時機

我們也不能低估經濟學對射線追踪的可用性和感知的影響。在過去的七年中,GPU價格一直是穩定的。第一個尖峰與射線追踪卡一起到達(儘管不是因為); NVIDIA的RTX 2000系列卡在2018年第三季度發布,因為加密貨幣繁榮剛剛開始減弱,這使GPU價格飆升。在2019年至2020年之間,事情穩定了,但是 另一個不穩定時期 將隨著19號大流行而拉開帷幕。

新一輪的GPU,加密貨幣的機構採用,供應鏈的限制和增加的需求增加,導致大流行的PC升級一輪升級,所有這些都導致​​價格在2020年第二次高價。 關稅實施,另一個價格飆升幾乎是不可避免的。我們將看到GPU價格受可用性和生產成本影響。

此外,通貨膨脹通常在此期間推動了一切的成本,這些價格中的高端卡在價格上提高。這意味著,保持遊戲硬件的最前沿變得越來越困難,這使許多遊戲玩家無法觸及一些遊戲的功能。

新的GPU功能已解鎖

Ray Tracing(及其不斷的伴侶,諸如DLSS之類的升級解決方案)並不是NVIDIA專門推向市場的首個新圖形功能。早在2001年,NVIDIA推出了GeForce 3 GPU,這是第一張使用的卡片 著色器。這是一個主題,無法進入這裡,但是著色器是實時圖形渲染的組成部分,並通過各種方式幫助絕大多數遊戲的渲染。 NVIDIA希望通過射線追踪和升級來重複這一點,使它們如此普遍,以至於遊戲開發人員希望在盡可能多的遊戲中使用它們。

雷追踪並沒有消失,但在各個層面上仍然有一些障礙。首先,遊戲開發必須改變。諸如刺客信條陰影之類的遊戲正在尋找實施它的新穎和有用的方法,而開發人員正在學習將其納入遊戲設計過程,但即使經過七年,它仍然相對較早。

能夠處理大量射線追踪的卡也需要擴散。許多PC播放器都有射線追踪功能的硬件,但這絕不是每個人。 NVIDIA RTX卡可能佔Steam調查受訪者的30%,但這些用戶中最常見的卡是RTX 3060,現在已經五年了。 PC硬件(尤其是GPU)的成本上漲以及隨之而來的升級放緩所阻礙。

我們正在接近射線追踪能力的GPU的滲透率開始達到臨界質量的地步,但我們還沒有。隨著遊戲開發的進步和人們能夠更新其硬件,作為必備功能,射線追踪將變得更加可行,並且會對遊戲玩家產生重大影響。在此之前,遊戲玩家將繼續對視頻遊戲中的雷追踪。

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