最近,虚幻游戏引擎制造商Epic的一个演示,为它的照片般逼真的灯光效果引起了人们的注意。该技术是射线追踪的重要一步。但是,这是什么意思?

Ray Tracing的功能

简而言之,光线跟踪是图形引擎用于计算虚拟光源如何影响其环境中的项目的方法。该计划字面上痕迹阳光光,使用由研究真光行为方式的物理学家开发的计算。

Unreal或Unity等图形引擎使用光线跟踪来渲染逼真的光照效果 - 阴影,反射和遮挡 - 无需将它们渲染为各自的对象。虽然从处理的角度来看它是相当密集的,但是使用它来渲染相机(即播放器)在任何给定时刻需要看到的东西意味着它比在虚拟环境中模拟真实光的其他旧方法更有效。特定的照明效果在观察者的视角下在单个二维平面上呈现,而不是在整个环境中始终呈现。

这一切都是通过一些非常复杂的数学计算实现的,无论是在实际确定虚拟光的行为方式还是在任何给定时间观察者或玩家可以看到多少这些效果。开发人员可以使用相同技术的不太复杂的版本来解释功能较弱的硬件或更快节奏,更流畅的游戏玩法。

光线跟踪是图形的一般方法,而不是任何特定的技术,尽管它经常被改进和改进。它可用于预渲染图形,如好莱坞电影中的特效,或实时引擎,如在PC游戏中玩游戏中看到的图形。

光线跟踪有什么新功能?

最近获得光线追踪新闻的演示是下面视频中的一个,简短 星球大战 草图涉及一些时间非常糟糕的冲锋队。它在上周的游戏开发者大会上展出。它是由Epic Games(无处不在的虚幻引擎的制造商)与NVIDIA和微软合作创建的,以展示新的光线追踪技术。

脱离背景,这只是一个愚蠢的视频。但重要的一点是,它像电子游戏一样实时渲染,而不是像皮克斯电影那样。下面的视频显示了演示者使用实时控件在场景中缩放摄像机,这是预渲染图形无法实现的。

从理论上讲,如果你的游戏PC足够强大,它可以在即将推出的虚幻演示版本中使用新的光线追踪灯光效果生成任何游戏中的图形。

该技术真的很闪亮(得到它?),因为这个特定的演示包括许多具有不规则几何形状的反射和镜面表面。查看Caps Pharsma镀铬装甲弧形面板中环境的反映方式。同样重要的是,请注意它是如何在正常的冲锋队员的白色盔甲上更加黯淡和弥漫地反射出来的。这是现实游戏中无法提供的逼真照明水平。

它会让我的游戏看起来很棒吗?

嗯,是的 - 在非常具体的情况下。这种先进的光线追踪水平将使视频游戏更容易呈现更令人印象深刻的灯光效果,但它实际上并没有使图形的多边形结构更加细致。它不会提高纹理的分辨率,也不会增强动画的流畅性。简而言之,它将使照明看起来更逼真,就是这样。

上面的演示特别引人注目,因为开发人员选择的角色和环境几乎每个表面都要发光或反射光线。如果你使用相同的技术来渲染,比如,主角那巫师系列骑着他的马穿过乡村,除了他的剑,也许还有一些水,你不会看到任何重要的反射表面。至关重要的是,射线追踪技术对于增强皮肤,马毛皮,衣服皮革等的渲染效果不大。

来自这个演示的头条新闻声称它会导致“轰动一时的电影图形”有点夸张 - 如果你在一个镜子大厅里玩一个关卡,那可能就是真的,但事实就是如此。

我什么时候才能在我的游戏中看到这个东西?

GDC演示是一个名为RTX的专有光线跟踪技术的例子,现在由NVIDIA开发。它将在下一系列高端GeForce显卡中首次亮相,目前有传闻称今年晚些时候将推出20XX型号。与其他专有图形技术一样,例如NVIDIA的PhysX,使用其他制造商的显卡的玩家可能无法使用它。

话虽如此,RTX还使用DirectX API系统的新功能专门用于光线跟踪(称为微软的光线跟踪)。因此,虽然上面的具体演示是Epic和NVIDIA之间的合作,但是没有什么能阻止像AMD和英特尔这样的竞争厂商创建具有类似结果的类似系统。

简而言之,您将看到高端PC游戏在2018年底和2019年初开始使用这些技术。在这段时间内投资新显卡的游戏玩家将获得最大的收益,但如果您已经拥有高端游戏系统,则可以在当前硬件上使用DirectX兼容游戏中的某些效果。

由于较长的开发时间和静态硬件目标,控制台播放器将在几年内发布下一轮游戏机之前不会看到这些高级图形。

图片来源:NVIDIA,Epic / YouTube,Guru3D / YouTube

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