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1页:光追起源
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- 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
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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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