光線追蹤渲染世代 GeForce RTX系列遊戲革命

| RON | 21-08-2018 20:16 | |

早在今年的GDC遊戲開發者大會上,NVIDIA公開了其RTX光線追蹤渲染技術,在德國科隆遊戲展前夕,更發表新一代GeForce RTX 2080 Ti顯示卡,令遊戲進入新世代,遊戲主機如PS4 PRO/XBOX ONE X立時失色!幾時都話打機一定係揀PC!

電子遊戲進入立體年代後,畫面逼真程度愈來愈高,角色多邊形數量激增,令從前「方口方面」的角色變得更自接近真人線條,更清晰的貼圖令物件細節直逼「相片級」,高速GPU令各種特效如動態模糊、景深、陰影等有更精細的表現,達到電影級的水平。

但一直以來,立體遊戲所使用的渲染技術,跟大家在戲院看到卡通電影如「反斗奇兵」(Toy Story)及《復仇者聯盟》等的CG效果,是兩種不同的技術,以往遊戲一直使用「Rasterization」投影方式進行渲染,好處是運算要求相對較低,但對物理光線的還原能力有限,另一種是電影級「Ray Tracing」光線追蹤,以數學公式模擬物理光線的進行路徑,令立體畫面更加自然,但花費極大運算力。截至目前為止,所有立體遊戲技術的渲染效果,皆是建基在「Rasterization」上以各種取巧方式,模擬到極為接近「Ray Tracing」光線追蹤的效果,都有它的局限及弱點。


在今年的GDC遊戲開發者大會上,NVIDIA公開其RTX光線追蹤渲染技術,在單機級別的電腦顯示卡上,可實現光線追蹤的實時渲染效果,達到遊戲互動級別,不同於使用數據中心電腦群集進行的預製渲染,會上示範的即時渲染《星球大戰:原力覺醒》白兵與法斯瑪隊長的可互動短片震撼整個業界。RTX是NVIDIA的專利技術,但它亦可以兼容執行公開《DirectX 12》DirectX Raytracing(DXR),RTX強調比DXR更有效率及彈性。

NVIDIA把此技術下放至最新一代桌面級遊戲顯示卡GeForce RTX系列,其Turing架構核心針對遊戲級的光線追蹤改良,將對未來的遊戲開發有深遠影響,廠商亦公開了首批對應RTX渲染技術的新作遊戲,以及預定支援的遊戲清單,當中包括:

Battlefield V

Metro Exodus

Shadow of the Tomb Raider

另外已經計劃會支援的遊戲如下:

  • Ark: Survival Evolved
  • Assetto Corsa Competizione
  • Atomic Heart
  • Control
  • Dauntless
  • In Death
  • Enlisted
  • Final Fantasy XV
  • The Forge Arena
  • Fractured Lands
  • Hitman 2
  • Justice
  • JK3
  • Mechwarrior 5: Mercenaries
  • PlayerUnknown's Battlegrounds
  • Remnant from the Ashes
  • Serious Sam 4: Planet Badass
  • We Happy Few

從官方片段,可見遊戲的反射、陰影等表現更真實,是以往遊戲難以實時達到的效果。其實,這次NVIDIA的RTX技術,本身亦是一種依賴AI演算的技術,對畫面物件所要求運算的光線數量作出節約後再運算,以用最少的運算力達到實時光線追蹤渲染,有賴新晶片針對深度學習而改良的架構,所以是一種「混合式」的渲染方法,結合「Rasterization」及「Ray Tracing」的優點。

大家可能會問,現有的顯示卡或遊戲主機可否支援同級的渲染技術,從程式設計來看,目前的硬件如GF GTX 1080、PS4、XBOX ONE等平台,並沒有加入針對光線追蹤渲染的運算單元,在NVIDIA提供的數據指出,新顯示卡的光線追蹤渲染效能是現有架構6倍。

簡單來說,如果要達到遊戲要求的30FPS水平,在現有平台下,採用光線追蹤渲染的話,相同時間只有六分一表現,即是5FPS左右,完全是不能遊玩,所以現有的遊戲主機作品,將會再一次大幅落後電腦遊戲的水平,會否「拖PC後腿」,就要看遊戲廠商支援,也許SONY和Microsoft也要加快遊戲主機換代的節奏。另外,AMD下一代顯示卡要對應同類的光線追蹤渲染,暫時只有採用Microsoft的《DirectX 12》DirectX Raytracing(DXR)功能,它可在現有多數硬件平台運作,沿用DirectCompute單元處理,但不兼容NVIDIA的RTX技術,此舉亦會令遊戲開發商處於尷尬位置,或需要在開發時間、成本及畫質之間取捨。

Source:ezone.hk

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