所有显卡都支持光追？新驱动下GTX16/10系再测试 _ 游民星空 GamerSky.com
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NVIDIA最近更新的GeForce 425.31版本显卡驱动，让GTX 16/10系列显卡在游戏中也能应用光线追踪特效。回想NVIDA在发布RTX 20系列显卡时，曾表示只有RTX系列显卡才能支持即时光线追踪特效。但为何时隔不久，GTX系列显卡也能使用光线追踪特效了呢?其实这是“老黄”给我们玩了一个“文字游戏”。
首先让我们来了解一下什么是光线追踪。在现实世界中，光线射到物体表面上会被折射、反射或者吸收，被反射到不同的地方会被选择性吸收，从而光谱发生变化，再经过多次反射和折射，最后映入我们的眼睛形成图像，而光线追踪技术就是要模拟这一个过程。
光线追踪并非近几年才出现，最早是由Arthur Appel在1968年提出的一个“Ray Casting(光线投射)”概念，次年1969年，Arthur Appel在论文中首次提到了“Ray Tracing(光线追踪)”。不过直到10年后的1979年，现就任于NVIDIA研究事业部的Turner Whitted才提出了一套完整的算法：Recursive Ray Tracing Algorithm(递归光线追踪算法或者经典光线追踪算法)，让光线追踪技术有了巨大突破，逐渐进入了实用阶段。时至今日，大多数的照片级渲染系统都是基于光线追踪算法的，光线追踪也多用于影视特效中做静帧渲染。
而光线追踪技术，准确的说是即时光线追踪技术，一直迟迟不能应用在游戏中，最根本的问题就是那恐怖的计算量。根据Intel的说法，要用光线追踪渲染出达到现代游戏的画面质量，同时跑出可流畅运行的帧数，每秒需要计算大概10亿束光线。这个数字包括每帧每像素需要大概30束不同的光线，分别用来计算着色、光照和其它各种特效。按照这个公式，在1024x768这样的入门级分辨率下，786432个像素乘以每个像素30束光线和每秒60帧，硬件每秒就需要计算141.5亿束光线，而最顶级的Core i7处理器每秒能处理的光线还不足千万束。相比之下，电影行业可以不计时间成本、利用多个渲染集群服务器去实现光线追踪就简单的多了。
即便如此，微软还是在DirectX10中首次加入了光线追踪(Ray Tracing)技术，为光线追踪在3D游戏中的应用提供了基础，部分游戏开始在局部画面中尝试加入即时光线追踪，让整个游戏游戏画面看起来更加真实。
《雷神之锤3》已经开始尝试加入光线追踪特效
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- 第1页：光追起源
- 第2页：游戏进入光追时代
- 第3页：测试平台介绍
- 第4页：基准测试得分
- 第5页：《古墓丽影：暗影》游戏实测
- 第6页：《战地V》游戏实测
- 第7页：《地铁：离去》游戏实测
游戏进入光追时代
2018年3月的GDC2018全球游戏开发者大会上，微软推出了一项DX12的新功能——DirectX Raytracing(DirectX光线追踪，简称DXR)。通过DXR API，图像设备就可以进行即时光线追踪渲染。微软希望DXR能够取代当前的光栅化技术，EA、Remedy和Epic Games也表示会将DXR整合到自己家的游戏和引擎中。
半年之后，NVIDIA正式推出了采用Turing架构的RTX 20系列显卡，首次在游戏中“完美”实现即时光线追踪，而这完全得益于Turing架构中新增加的RT Core，也就是专门的光线追踪渲染核心。NVIDIA在RTX显卡中改变了光线追踪渲染的工作流程，利用光线追踪渲染特别适用于并行处理的特性，从Shader渲染器中分离出独立的RT Core单元，专门用于光线追踪渲染计算，极大的提高了光线追踪渲染能力。以RTX 2080Ti显卡为例，每个SM单元有一个专用的RT Core，总计68组，光线追踪渲染能力超过10Giga Rays/s，而上一代Pascal架构GTX 1080Ti显卡的渲染能力只有1.2Giga Rays/s，性能提升了9倍。正是因为这种硬件算力的巨大提升，才在游戏中实现了可用的即时光线追踪渲染效果。
回到文章开头的疑问，光线追踪是否是RTX系列显卡的“特权”呢?答案是否定的，理论上所有能够进行图像渲染的设备都能进行光线追踪渲染，差别只在于速度的快慢，是否能达到实际应用的标准。就像RTX系列显卡发布初期，老对手AMD就曾表示“所有AMD显卡都支持光追”，但至今却依然看不到一款AMD显卡能开启光追特效，这并非AMD显卡不支持光追，而是目前所有AMD显卡在开启光追特效之后都无法给玩家提供足够流畅的游戏体验，献丑不如藏拙。
而老黄的所谓“只有RTX支持光追”，准确来说应该是“目前只有RTX系列显卡能在开启光追特效下依然保证流畅的游戏体验”，即RTX显卡是可实用的支持光线追踪游戏显卡。而这种“语言游戏”的目的也无非是要抬高NVIDIA新显卡的身价，卖出更高的价格，毕竟商人的目的就是为了赚钱，奇货可居自然可以自抬身价。
但AMD的那句：所有AMD显卡都支持光追!对NVIDIA而言却如鱼鲠在喉，虽然NVIDIA成为了第一个吃螃蟹的人，但并非只有NVIDIA一家想吃螃蟹，AMD和Intel都在旁边虎视眈眈;而且光线追踪也并非NVIDIA的独家技术，究根到底光追的开放权限掌握在微软手里(Win10&DX12)，游戏是否支持光追又由游戏开放商和游戏引擎决定，NVIDIA只是为光追提供硬件支持而已，这个角色很重要但并非不可被替代。
Intel即将推出的Xe显卡也将支持光线追踪
在有了支持光追特效的游戏和硬件之后，接下来就是扩大自己在光追生态圈里的话语权，而对于硬件提供者，扩大自己话语权最直接的办法就是提高硬件支持的数量——在和Intel、AMD的硬件竞争之中，谁能抢先实现“全民光追”谁就拥有更多的话语权，就能让更多的游戏开放商倾向自己。或许是出于这层市场战略考量，NVIDIA抢先发布了GeForce425.31版本显卡驱动，开放了GTX 16/10系列显卡的光追支持，主动迎击Intel和AMD，率先实现“全民光追”的市场布局。不过这种市场战略也必然会影响到RTX 20系列显卡的销量，毕竟支持光追是新显卡的最大卖点。
商人们之间的竞争，消费者永远是得利者。光线追踪技术的普及让玩家获得了更好的游戏视觉体验，NVIDIA开放老显卡光追支持，玩家不用购买昂贵的RTX显卡也能享受光追特效。那么在实际游戏中，GTX 16/10系列显卡在开启光线追踪特效之后，又会给玩家带来怎样的游戏体验呢?
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- 第4页：基准测试得分
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- 第7页：《地铁：离去》游戏实测
测试平台介绍
测试平台简介
游戏测试平台方面，我们选择了微星的MPG Z390 GAMING PRO CARBON AC主板，搭载一颗Intel的八代Core处理器i7-8700K，并将频率超至4.7GHz;内存则选用芝奇的幻光戟8GBx2套装，内存频率为3000MHz。
微星MPG Z390 GAMING PRO CARBON AC主板
测试显卡方面，采用了微星的GTX 1660Ti、GTX 1660以及GTX 1080Ti、GTX 1070Ti、GTX 1070和GTX 1060(6G)显卡。
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在进行实际游戏之前，让我们先来看看基准测试得分。
3DMark Port Royal
3DMark Port Royal是3DMark推出的一项光线追踪性能基准测试，在此之前仅NVIDIA的RTX 20系列显卡才能运行，在更新驱动之后GTX 16系列和GTX 1060(6GB)以上显卡同样也可以进行这项基准测试。
GTX 1660Ti显卡3DMark Port Royal跑分：1585
GTX 1660显卡3DMark Port Royal跑分：1413
GTX 1080Ti显卡3DMark Port Royal跑分：2149
GTX 1070Ti显卡3DMark Port Royal跑分：1420
GTX 1070显卡3DMark Port Royal跑分：1180
GTX 1060(6G)显卡3DMark Port Royal跑分：803
3DMark Port Royal跑分对比
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《古墓丽影：暗影》游戏实测
《古墓丽影：暗影》是由Eidos Montreal制作的一款动作冒险游戏，也是《古墓丽影》系列重启后的第三部作品。虽然目前支持光线追踪的几款游戏中，《古墓丽影：崛起》是发布最早的一款，但却是最晚更新支持光线追踪特效。
《古墓丽影：暗影》光追效果对比
在《古墓丽影：暗影》中，开启/关闭光线追踪，最明显的变化就是阴影。关闭光追的情况下(左图)，植物的阴影轮廓非常明显，光是光影视影，界限分明;而开启之后(右图)，植物的阴影变得模糊，能感觉到影子就在那里却说不出光影的界限在哪里，过渡非常自然。
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《战地V》游戏实测
《战地V》是由EA制作并发行的一款第一人称视角射击游戏，是《战地》系列的最新作品，也是第一款加入光线追踪特效的3A游戏大作。
《战地V》光追效果对比
有种说法是：NVIDIA将光追中的阴影给了《古墓丽影：暗影》，将反射给了《战地V》。从上图可以看出一斑，开启光追特效之后(右图)，火焰在场景中反射效果更加真实，视觉差异非常大。
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《地铁：离去》游戏实测
《地铁：离去》是由4A Games工作室根据小说《地铁2035》改编的一款第一人射击游戏，光线追踪的加入让游戏的光影效果更佳逼真，为玩家打造了一个精彩绝伦的“地铁”世界。
《地铁：离去》光追效果对比
《地铁：离去》可以说是目前最能体现光追效果的游戏作品。未开启光追的情况下(左图)，游戏画面整体偏亮，玩家能够比较轻松的识别出暗场景中的物体;而开启光追之后(右图)，游戏场景瞬间换了一种风格，光暗变化巨大，视野变得狭隘，很多原来(不开光追时)可以看到的东西现在看不到了，游戏的恐怖氛围骤然提升。
结语：光线追踪技术并非NVIDIA的独家专利，更不是只有RTX显卡才能使用的黑科技，GTX 16系列和老一代GTX 10系列显卡开放光追支持也不过是做了原来就应该做的事情——说不定在老显卡用户在体验过光追特效之后，因为无法忍受老显卡的性能而去购买新显卡，NVIDIA再卖一波RTX显卡大赚一笔，也不是不可能的事情。
但无论如何，GTX 16/10系列显卡开放光追支持，确实让光追技术进入了一个崭新的“全民时代”，玩家不需要购买昂贵的RTX显卡也能亲自体验一下光追特效所带来的视觉提升(能不能玩得爽是另一回事)，游戏开放商也更有动力将光追技术引入自己的游戏中，不至于辛辛苦苦作出的“酷炫吊炸天”沦为游戏中的鸡肋，制作出更多有光追特效的游戏作品，从此光追的游戏生态圈将会进入一个良性循环，这才是游戏开发者和玩家所得到的最大利益。
最后我们将本次测试的内容制成了视频，方便大家能够更加直观的了解新驱动下老显卡开启/关闭光追特效的差异。
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