极品飞车光线追踪_打开真实世界之门,从《我的世界RTX》谈光线追踪软硬件

如果你想说什么游戏最持久,我相信“GTA5”、“文明6”和“我的世界”都是每个人首先想到的游戏。GTA5是一款开放的沙盒游戏,具有与现实世界相当的交互性。文明6的人工智能是极高的,它强大的计算能力让你感觉到和一个或多个国家玩游戏的压力。然而,我的世界是一个可以创造一切的游戏。在我的世界里,国内外都有伟大的神在修复现实世界中的奇迹建筑。

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上图为国内团队——帝亚大陆的杰作正如你所见,只要你有足够的头脑和精力,“我的世界”就能满足你的创造力和期望

,当然,与3A的杰作相比,我的世界的独特绘画风格并不是所有玩家都能理解的。简而言之,我的世界是一个像素和创造力的游戏,消除所有像素和锯齿?不,这是3D建模软件的工作,不是我的世界的使命。

然而,在过去的两年里,英伟达一直致力于通过光线追踪技术复兴经典作品,包括《雷神之锤2》和《我的世界》

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上面的图片是我发布的世界的图片。左边是RTX射线追踪技术的效果,而右边是原始的游戏效果。感兴趣的朋友可以直接观看相关视频了解更多信息。

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通过RTX光线跟踪技术,我们不仅可以通过实时生成的反射看到更多有趣的东西,还可以生成新的交互模式。例如,我曾经在《战地5》游戏中打开了光线追踪效果,通过路上积水的倒影,发现背后有人在实现反杀戮

我们可以在物体上看到更多细微的反射,体验更接近真实的世界。甚至我们可以感觉到游戏世界中空气的存在,甚至是空气的浓度。这些都是通过光线跟踪技术实现的。

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可以说,电影和游戏是推动CG图形技术发展的重要应用早在1982年,《银翼杀手》就已经可以通过电脑动画渲染实现一个宏伟的网络朋克风格的未来世界然而,与电影不同,游戏不能与多台高端电脑一起呈现,也不能等上几天甚至更长时间来等待一帧图片。所以与此同时,我们能玩的游戏只是一个吃豆子的游戏,甚至像素画也不能仅仅通过几何图形来算游戏。

,直到1993年,历史上第一款3D战斗游戏《虚拟战士》才被推出。从上图中,我们可以看到,不仅人物是简单粗糙的方块,而且阴影完全是以前游戏的2D青版,类似于一团黑色阴影的简单表达,如三国演义2和圆桌骑士。什么样的点光源、投影等?那不存在

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很明显玩家对这个虚拟现实战士的立方体或者古墓丽影迷的尖锥不太感兴趣,至少我在传统的2D游戏上投入了更多,比如1994-1997年的KOF战士之王和火烈鸟之臂。

之前说过,我们的计算机不能计算类似《玩具总动员》的相对真实的光影效果,但不能实时计算。所以游戏通常使用另一种渲染技术,叫做“光栅化”

光栅化可以简单地理解为将三维空间中的对象直接展平并投影到二维屏幕上然而,这不是一个真正的计算,而只是“告诉”玩家预定的效果,至于什么漫反射和镜面反射不存在。这相当于说我是一个盲人篮球运动员。你让我在机场接一个2米高的人,他就是姚明。然而,因为我不知道,这一分钟可能会把易建联带回来。

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为了达到更好的3D效果,也为了使当时的中央处理器和3D图形卡能够负担得起因此,业界采用了阴影掩膜技术——“立方体贴图”反射贴图这种反射贴图将被提前渲染,并在游戏中实时叠加在光滑的表面上,如玻璃和油漆,从而产生反射的错觉。一组中有六个倒置的图像,它们正好是围绕场景的立方体。因为立方体贴图是预先渲染的,所以周围环境的变化不能在立方体贴图上实时反映出来例如,建筑物的倒影倒塌了,着火了,甚至凭空消失了,这些都是无法显示的

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和近年来出现的环境光效果的概念实际上是荫罩2.0。只是在过去,我们用2D面具把它变成了3D面具。屏幕空间反射通过截取渲染的图像元素,并通过反转和拉伸将它们叠加在平滑的表面上,从而将自身伪装成镜面反射。

屏幕空间反射技术只能“复制和粘贴”渲染的3D图像,而不管真实性和交互性,甚至可能导致各种错误

受到过去技术和硬件条件的限制,过去游戏中的光影效果基本上是一个阴影掩膜。没有光影的3D游戏世界是不真实的。光明和黑暗之间没有变化,虚拟和真实之间也没有区别。所有的物体和背景都是明亮的,自然就像积木一样然而,假的光影效果只能通过诡计或预定的回放来欺骗眼睛。例如,最古老的影子是脚下的一块黑色圆块,不管这个“角色”有多高有多强。这样,它就像一个身高超过1.4米的小舅子,一个娇小的身材和一朵梅花坐在一个2.2米、200公斤重的大男人身上。

,真正的光影效果是光线追踪。同样,以“我的世界RTX”为例,当光线追踪打开时,水面会有真实的反射和折射效果。当我们看到波光粼粼的水面时,我们也能看到水面上流动的颜色。

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标准化光线追踪(raytracing)是定义来自光源的光,然后追踪生成的光与对象表面之间以及光与光之间的相互作用的过程。然而,目前很难实现这种技术,因为这种技术需要无限多的光线照射物体表面,并通过反射、折射、扩散等方式进入最终的“相机”成像。这一过程需要大量的计算能力(目前的电脑无法实现计算能力),并且会有大量的光损失。英伟达此次推出的RTX 20系列显卡包含了绝大多数光线跟踪技术采用的逆向思维,即从“相机”镜头开始,逆向跟踪光线,通过光线寻找光源

实时光线跟踪技术使玩家能够体验更真实的游戏场景。光决定了物体的最终纹理,这是体验游戏真实性的巨大技术创新。

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当然,要实现实时光线跟踪,还需要硬件支持图灵架构可以说是一个革命性的图形处理器,诞生于光线追踪的底层架构。

过去,我们的3D游戏操作需要大量的中央处理器操作。从英伟达GEForce 256开始,我们引入了T&

L引擎T表示多边形L是光源操作,它将两个任务从中央处理器转移到显卡硬件实现,开创了图形处理器时代

CUDA带来了通用计算时代。从那时起,我们的图形处理器不仅可以用于游戏和三维渲染,还可以为高端应用提供帮助,如科学计算和人工智能,并且比传统的中央处理器计算更高效。

和图灵架构引入了RT核心,即光线跟踪运算单元和张量核心人工智能运算单元,这是另一个刻在GPU历史里程碑上的革命性事件。

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张量核心人工智能运算是DLSS深度学习反走样技术在游戏中的应用光线跟踪和DLSS技术的出现给3D游戏图像、灯光效果和抗锯齿带来了质的变化。

,在光线跟踪和DLSS一起打开后,游戏可以轻松地保持在70帧以上的水平,流畅自然更有保证。在

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的射线追踪战中,英伟达并不是唯一的一家。游戏开发、微软DirectX API支持和行业也对光线跟踪技术持开放态度。光线追踪游戏的数量和质量肯定会增加。

技术不断发展。有人说DX9早期的动态模糊不能忍受,但这是一个真实的模拟,就像绝地生存和CS的硬技术要求都有枪压一样。当DX11问世时,它还需要更多的显卡,但表面细分技术带来了更多真实的凹凸和阴影效果,这是革命性的。当

光线跟踪首次出现时,对GPU来说确实是一个很大的考验,但随着DLSS的开启和驱动优化,启动光线跟踪的损失减少了,实用性也逐渐提高。为什么

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需要光影和各种动态细节?如果一个人在破坏了对方之后,还能有干净的头发和干净的衣服,还能坐在沙发上喝咖啡,那他只能说是一出魔术。在过去,我们游戏的主要角色基本上是说“我很好,谢谢你,还有你”,不管受到什么样的攻击。“更不用说与叹息之墙和强烈的游戏场景相比,那种东西是不真实的以《战地5》为代表的新一代光线追踪游戏《

》给我们带来了一个不同的3D世界。角色的反射会随着周围光线的变化而变化,我们甚至可以通过明暗变化来探测敌人的位置。各种场景和车辆都是合理的,可以被摧毁。我们会让对方失去掩体并攻击他们。

,不需要太长时间就能实现这一切。它不一定需要一对旗舰显卡。现在你可以用超级RTX2060体验它了

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