光追踪性能区分测试:4K性能提升40% 2070帧数破百 _ 游民星空 GamerSky.com
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今年11月中旬,几经跳票的射击类游戏大作《战地V》正式解禁,同时这款游戏也作为NVDIA-RTX20系显卡发售后首款支持RTX光线追踪的游戏,在短时间内收获相当数量的关注度。
英伟达用全新特效技术所描绘的未来游戏画面自然没有让玩家失望,RTX实时光线追踪所带来电影级别的光影特效,让本就拥有不错画面表现力的《战地V》更具沉浸感和真实感,为所有在这个游戏内征战厮杀的玩家高度还原了二战战场。但在光追踪首发性能测试中,即使是新一代RTX20系显卡在开启DXR光追踪选项后,游戏内的平均帧数都有大幅度的折损,尤其是在光追踪特效较多的“鹿特丹”地图中,仅有RTX2080Ti能保证在1080P分辨率下的60帧流畅游戏体验。

如此大幅度的帧数折损自然难以被玩家接受,更别说这是一款对帧数有苛刻需求的射击类竞技性游戏,但作为市面上唯一一款支持RTX技术的游戏,也并无其他参考对象来判定这是游戏自身的问题,或是技术自身存在弊端。
近日,NVDIA通过官方Youtube频道发布关于战地V光线追踪优化补丁的相关视频,其中表明Dice工程师和Nvidia工程师们研发出了名为“可变速率光追”的全新光追模式,和可变速率着色的原理一样,光追射线将集中于画面中比较重要的部分。同时这次还改进了降噪器的算法,BVH重新设置,着色器改进,修正了极度影响性能的“边框”bug(摧毁可摧毁场景的时候不会出现帧数爆降了),还有对大量树叶和植物场景的光追优化(见下图)。


不过很快就有网友表示这项优化措施的核心重点,实为将玩家注意不到的画面细节进行像素点合并,通过侧面削减光追踪特效来保证开启DXR后的游戏帧数,而在光追踪特效较多的场景中,也并不能达到NVDIA官宣“在2K分辨率保证60帧”的水准。
在游民星空之前对光追踪技术的极限效能解析中,根据拥有不同光追踪特效层级的不同地图,针对这款技术进行了区分测试,而在NVDIA与游戏开发商DICE联合发布补丁之后,我们再一次进入《战地V》,一探优化过的光追踪究竟能有怎样的表现。
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- 第1页:初版本光线追踪表现差强人意
- 第2页:RTX光线追踪技术浅析(一)
- 第3页:RTX光线追踪技术浅析(二)
- 第4页:更新前后RTX光线追踪画面对比(一)
- 第5页:更新前后RTX光线追踪画面对比(二)
- 第6页:测试分辨率与画质说明
- 第7页:测试地图RTX特效区分(一)
- 第8页:测试地图RTX特效区分(二)
- 第9页:测试平台介绍
- 第10页:地图《岩漠》全分辨率RTX测试
- 第11页:地图《菲耶尔652》全分辨率RTX测试
- 第12页:地图《鹿特丹》全分辨率RTX测试
- 第13页:光线追踪性能区分测试总结
- 第14页:显卡推荐
RTX光线追踪技术浅析
在正式进入测试环节前,我们先来对RTX光线追踪渲染技术和较为常见的光栅化渲染技术进行简单介绍,以保证在下文中可以更好的理解RTX技术在不同画面中会有明显的帧数差异。
作为自上世纪90年代起主要的渲染技术,光栅化渲染技术在相当一段长的时间内决定了画面阴影特效的质量层级。这种技术在对画面渲染前,会降画面分辨率的水平像素值进行细分,根据顶点渲染生成的三角形以人眼所接收到的二维画面来创建需要渲染的图像,再通过计算确定其的位置与大小后进入光栅器,由光栅器的计算来判断这个小三角形上的那些像素被遮蔽或者需要呈现其他三角形的投影。

光栅化高度普及一个重要原因就是这种渲染技术的速度较快,配合寄存器与高速缓存可以拥有很快的渲染速度。但当画质提升后在渲染更为精密复杂的特效时,光栅化技术的弊端开始显露,复杂的特效需要渲染更多的三角形才能实现,但光栅化在同一时间只渲染一个三角形,为保证渲染速度只能让更多其他技术技巧进行补足,所以光栅化在实现高级特效时将会相当复杂。而专门针对高级特效的光线追踪技术应运而生。

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- 第2页:RTX光线追踪技术浅析(一)
- 第3页:RTX光线追踪技术浅析(二)
- 第4页:更新前后RTX光线追踪画面对比(一)
- 第5页:更新前后RTX光线追踪画面对比(二)
- 第6页:测试分辨率与画质说明
- 第7页:测试地图RTX特效区分(一)
- 第8页:测试地图RTX特效区分(二)
- 第9页:测试平台介绍
- 第10页:地图《岩漠》全分辨率RTX测试
- 第11页:地图《菲耶尔652》全分辨率RTX测试
- 第12页:地图《鹿特丹》全分辨率RTX测试
- 第13页:光线追踪性能区分测试总结
- 第14页:显卡推荐
而光线追踪技术的概念十分好理解,简单地说,就是用光线模拟了人眼在观看事物时的视线,而该技术则是追踪这条代表视线的光线。由人眼(屏幕)发出的这条虚拟光线在触碰到物体后,会根据数据记录的物体材质进行反射、折射或是被物体吸收,而光追踪核心将记录这些光线触碰到物体后产生的阴影等效果,并进行逐一渲染。光线在折射、反射后发出的次生射线将不断重复反射、折射、被吸收和被遮挡等等的过程,直到整个画面的所有特效完成渲染为止。

如此先进但又如此简单的技术理念早在1968年就被提出,但由于技术受限一直无法实现真正意义上的光线追踪技术。该技术不同以往技术对画面特效进行记录计算然后渲染的过程,而是把2D的画面模拟成一个空间,再通过模拟屏幕前用户的视觉光线来进行光线特效的计算预渲染。在理论上,这种渲染效果带来的光影特效与现实生活中可视的光影别无二致,但由于显示器的分辨率与人眼的分辨率相差太过巨大,目前并不能实现该层级的光影特效。不过在极限画质的加持下,光线追踪带来的光影在《古墓丽影:暗影》与《战地V》中已经可以达到以假乱真的实体表现。

虽然技术理解起来简单,但根据此前英伟达官方给出的数据来看,每条光线在进行一次完整的反射过程需要上千条指令来共同完成,这种模拟光线反射来进行特效渲染的方式大大增加了渲染过程的计算量。为此英伟达使用图灵架构节约出的核心面积加装了独立的RT core光线追踪内核,来为特效渲染的过程进行加速,这也是实现实时光线追踪的关键因素之一。
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更新前后RTX光线追踪画面对比
根据NV对游戏补丁的说明,除了部分BUG修复外,更重要的变化则是新版本的光线追踪将主要集中在画面的重要部分,这样的说辞难以让玩家不认为NV是否“以削代优”来处理耗能巨大的RTX技术,下面我们通过更新前后相同画面的比对,来看看这次更新对画面有什么影响。
DXR光追踪关闭

更新前(DXR品质最高)

更新后(DXR品质最高)

更新后(DXR品质中等)

更新后(DXR品质低)

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DXR光追踪关闭

更新前(DXR品质最高)

更新后(DXR品质最高)

更新后(DXR品质中等)

更新后(DXR品质低)

根据我们在游戏中同一画面下的多个截图对比可见,DXR光线追踪带来的光影特效提升是光栅化渲染方式无法比拟的,但根据更新前后的画面截图对比,难以用肉眼辨识出DXR特效有明显的削减迹象,倒是在光追踪特效较多的鹿特丹地图中,通过调节光追踪特效的品质可以从地面上的水渍部分和步枪瞄准镜的反光情况清楚地看到DXR光追踪特效逐次减少,以此来提高游戏帧数保证流畅度是一种有效的方法。
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测试分辨率与画质说明
经过实机体验,《战地V》在不同的分辨率和画质等级下有着较为明显的差异,而在本次测试中,我们选择最具代表性的三档分辨率进行测试:
4K:3840*2160
2K: 2560*1440
1080P: 1920*1080



本作在画质上拥有最高、高、中等、低四档,为保证极致画面的游戏体验,我们选择在三档分辨率下全采用最高画质进行测试,测试全程使用Afterburner软件进行帧数记录,在游戏开启多人对战模式稳定运行后截取一分钟内的游戏帧数表现情况进行记录,RTX20系列的三款显卡(RTX2070/RTX2080/RTX2080Ti)默认开启DXR(光线追踪)选项。游戏解析度100%,UI缩放率为50%,测试全程关闭垂直同步,DXR光线追踪品质默认最高。
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测试地图RTX特效区分
在开启RTX光线追踪后(游戏内为DXR选项),我们发现在不同地图中使用同一硬件配置环境,却有较大的帧数差别,考虑到光追踪特效较多以镜面反射的方式表现,为保证测试结果的对比性,故本次测试中,我们与上次测试相同,按照地图场景特效的复杂程度进行划分,从所有地图中选择最具代表性的三张地图进行测试。

最低性能需求测试地图《岩漠》
这张地图以砂石地为主,在主要交战区域几乎没有水源等镜面物品,且建筑较为密集,大多场景都覆盖在阴影环境内,无法很好地展现出RTX光线追踪特效,故作为开启RTX光追踪后最低性能测试地图。



中等性能需求测试地图《菲耶尔652》
该地图作为《战地V》中画面表现亮眼的地图之一,主要场景为雪山山脉顶部,虽然没有非常明显的镜面场景,但整张地图光线充足,大量粗糙面的雪地会让光线产生漫反射,同时地图天气会产生变化,可以测试到更多场景下的光追踪帧数变化,故作为中等性能测试地图。

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极限性能需求测试地图《鹿特丹》
《鹿特丹》作为测试时就开放的地图之一,想必大多玩家都更为熟悉,在这张地图中的各个地方充满了可以反射、折射光线的介质,比如大量的路面积水、一层建筑的玻璃橱窗、路边轿车的光面材质等,这张地图存在大量可以很好展示光追踪特效的因素,故作为极限性能的测试地图。



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测试平台介绍
本次测试主要针对RTX20系显卡开启DXR光追踪后在《战地V》中的实际表现情况,我们选用显卡一线品牌索泰的RTX2080Ti/2080/2070共三张显卡进行测试,除此之外,为保证显卡性能和游戏表现得到充足发挥,测试平台选择搭载最新的9代酷睿i9-9900k处理器,使用微星Z390主板,配以双通道DDR4 16G内存,电源部分选择通过美国80PLUS铂金认证的长城Fire G750电源,测试平台其他参数如下:




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地图《岩漠》全分辨率RTX测试



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光线追踪性能区分测试总结
在之前的测试中,RTX20系的三款显卡在开启DXR光追选项后的帧数表现并不是十分乐观,虽然根据地图的光追踪特效区分后,新显卡均能在光追特效表现较少的“岩漠”地图中达到较流畅的游戏体验,但在光线更为充足且光追踪特效表现更明显的菲耶尔/毁灭/鹿特丹地图中,来自RTX特效的巨量性能负载让流畅度与良好体验相去甚远,即使是新一代顶级游戏显卡RTX2080Ti,在4K分辨率下的鹿特丹地图中也仅有32帧的次流畅水准。

而在12月4日的大更新后,RTX光线追踪技术得到了深度优化,同时EA与NVDIA根据使用RTX光追踪技术第一批用户的反馈,对游戏内的一些影响到新渲染技术的BUG进行了修复。根据本次的测试结果来看,经过NV与DICE几番操作后的RTX光线追踪技术在《战地V》中的帧数表现,相较于11月中旬初版本的《战地V》光追体验有明显的提升。


在光追踪特效表现较低的地图“岩漠”中,RTX2080和RTX2070两款显卡在各个分辨率下帧数的提升幅度非常明显,RTX2070在1080P下更是有破百的平均帧数表现,而性能顶尖RTX2080Ti在4K与2K的表现与之前相比仅有个位数的增长,在1080P下与之前保持相同水准。而在性能需求中等的“菲耶尔”雪山地图中,充足的光线与大片毛面的雪地让整个游戏画面里充满了漫反射,此前的测试中RTX20系各款显卡均在这张地图中开始展露疲软的态势,游戏实机体验也并不那么良好,经过游戏优化后,在这张地图里4K/2K分辨率下的帧数变化最为明显,RTX2080Ti可以达到4K/57帧,RTX2070则能在2K下拥有58帧的表现,这两张显卡重新在相对应的分辨率下再次掌控游戏。

“鹿特丹”作为本次测试的重点地图,负责衡量极限光追踪场景画面下各显卡的表现,在首版本这张地图中的测试结果简直不忍直视,RTX2080Ti的4K/34帧2K/50帧和1080P/61帧的表现,RTX2080和RTX2070更是完全崩盘,如此般表现可以说直接撼动了RTX光线追踪的实用性。
在这次测试之前,我们十分担心在如此苛刻的环境中新显卡能否展现出应有的水准,结果是测试帧数表现整体向上提升一档,RTX2070和RTX2080Ti可以分别保证1080P与2K下的完全流畅体验,在性能需求最极限的4K分辨率下RTX2080Ti也有10帧的提升。


总体来说,这次游戏更新可是算是给光追踪技术打了一剂强心针,把这款直指未来游戏画面的渲染技术从“实用性差、耗能高、代价高”等口诛笔伐的边缘拉了回来,虽然并没有完全达到NVDIA官宣的100%的性能提升,但在中高级的特效画面中,RX20系的三款显卡均有明显的帧数提升,尤其是之前整体表现非常糟糕的RTX2070,在本次测试中也展现出重新对1080P/2K光追踪画面的掌控之势,实为本次优化的最大赢家。但在4K环境下表现还是略显尴尬,RTX2080Ti虽说有小幅提升,但与射击游戏60帧的要求还有明显差距,且在最新版本417.35的驱动中移除了《战地V》对双卡SLI的支持,表明着无法通过双卡桥接来提升游戏中的光追画面帧数,玩家只能寄希望于在今后NV与游戏开发商能对顶级的光追游戏画面再次进行优化。

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在前文中,我们通过对比测试印证了鹿特丹中大量复杂的特效时导致RTX20系显卡表现不佳的主要原因,但通过12月4日的游戏更新优化后,RTX2070可以保证在1080P的流畅体验,在性能需求并不那么大的菲耶尔以及岩漠地图中,RTX2070更是能在2K分辨率下拥有相当不错的游戏体验,更别说这款显卡作为RTX20中高端显卡,价格定位也十分亲民,可以说是目前体验光线追踪最划算的选择。



骨灰级玩家推荐:索泰RTX2080Ti X-GAMING
RTX2080Ti作为顶级游戏显卡主要针对大多游戏的4K分辨率环境下的流畅运行,但开启光线追踪技术后在镜面材质因素较多的画面中即使使用单卡RTX2080Ti都难以保证流畅的游戏体验,尤其是最新版本的驱动取消了《战地V》对双卡桥接使用的支持着实有些尴尬。
但在本次驱动更新说明中强调,NV以及游戏开发商非常重视《战地V》中的光追踪体验,并且会一直致力于寻找可以优化的细节,而顶尖显卡RTX2080Ti的游戏表现更是重中之重,更别说在今后会逐渐开放更多支持RTX光线追踪技术的游戏,若想兼得顶级画面与流畅游戏体验,一步到位选择RTX2080Ti则是更明智的选择。



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