光追技术榨干显卡性能？一文读懂什么是光线追踪

从1962年第一款电子游戏Spacewar的黑白像素画面，到如今4K HDR的超高清画质，游戏视觉体验经历了翻天覆地的变化。然而，即使在2018年《战神4》和《极限竞速4地平线》等游戏已经展现出令人惊叹的视觉效果时，游戏画面的真实感仍有进一步提升的空间。这就是光线追踪技术登场的舞台。

光线追踪技术的出现，标志着游戏画面真实感的又一次飞跃。 这项技术最早在2018年由NVIDIA的RTX 20系列显卡引入消费市场。它通过模拟光线在现实世界中的传播方式，实现了更为逼真的光影效果。在支持光线追踪的游戏中，我们可以看到更加自然的阴影、反射和折射效果，这些都是传统光栅化渲染难以完美模拟的。

以《战地5》为例，当玩家在游戏中观察水面时，光线追踪技术能够实时计算出水面的反射效果，使得水面上的倒影随着波纹的起伏而变化，呈现出宛如真实水面的效果。这种细节的提升，极大地增强了游戏的沉浸感。

然而，光线追踪技术的实现对显卡性能提出了巨大挑战。根据NVIDIA的数据， 开启光线追踪后，游戏的帧率可能会下降30%到50% 。这意味着，即使是当时最顶级的RTX 2080 Ti显卡，在开启光线追踪后也难以在4K分辨率下维持60帧的流畅体验。

为了解决这一问题， NVIDIA推出了DLSS（深度学习超级采样）技术。 这项技术利用深度学习算法，在降低渲染分辨率的同时保持画面清晰度，从而在不牺牲太多画质的前提下提升帧率。DLSS 2.0版本的推出，使得光线追踪技术在主流显卡上变得更为实用。

随着硬件性能的不断提升和优化技术的进步，光线追踪技术的应用范围正在不断扩大。从最初的静态场景反射，到如今动态全局光照和复杂的光线散射效果，光线追踪正在逐步改变游戏的视觉呈现方式。

尽管如此，光线追踪技术仍有很长的路要走。目前大多数游戏中的光线追踪效果仍然局限于特定场景，如水面反射或透明物体的折射。 要实现全面的光线追踪，即在所有场景中都应用这项技术 ，还需要更强大的硬件支持和更高效的算法优化。

随着AMD和Intel也相继推出了支持光线追踪技术的显卡，这项技术正在逐渐成为游戏行业的标准配置。未来，我们可以期待看到更多令人惊叹的视觉效果，以及更加沉浸的游戏体验。

从黑白像素到光线追踪，游戏画面的进化历程见证了技术的飞速发展。而光线追踪技术的出现，无疑为这场视觉革命注入了新的动力。尽管它目前还面临着性能和应用范围的限制，但随着技术的不断进步，我们有理由相信，未来的游戏世界将会变得更加真实、更加迷人。