遊戲首班車:都說光線追蹤是未來主流,它能夠為遊戲帶來什麼?

在過去的整整一年裡,“光線追蹤”這一技術始終是遊戲開發行業的熱門話題,本質上光線追蹤是一種對於3D畫面的渲染效果,能夠為3D遊戲的視覺效果帶來質的提升。而自英偉達發佈了GeForce RTX2080顯卡、並大力宣傳這張顯卡所能夠呈現出的視覺效果之後,這項極具革命性的技術就彷彿陷入了沉寂一般許久再未有相關的消息出現,有的只是斷斷續續地公佈了能夠支持光線追蹤技術的遊戲作品。

遊戲首班車:都說光線追蹤是未來主流,它能夠為遊戲帶來什麼?

實際上,光線追蹤的概念早在幾十年前就已經出現,而第一次嘗試在遊戲中投入這項技術的想法還是英特爾公司提出,甚至連天才程序員約翰·卡馬克也曾嘗試過將這一技術運用到遊戲當中,結果後來由於概念比較超前加上技術不成熟的緣故而暫停了發展,後續的結果也是不了了之。由於實裝這一技術的遊戲不算太多,加上想要體驗這一技術的門檻較高,導致有許多玩家至今都搞不清楚光線追蹤究竟對於遊戲有著怎樣的影響,而更不用說何堪稱遊戲的未來,許多人認為光線追蹤能夠提升的僅僅只是視覺效果上的提升,但實際上這一技術的能力還遠遠不止於此。

“光”

當下在開發領域當中,遊戲的畫面質量已經處於一個瓶頸期,技術的提升相對緩慢,即便是有眾多製作精良的遊戲,在對比之下也並不存在太過誇張的差距。回想上一次讓人們對遊戲的畫面表現感到驚歎的作品還是發售於2015年的PS4獨佔遊戲《教團:1886》,遊戲當中的畫面表現很難讓人相信這是一款2015年的遊戲,甚至將這款遊戲放到今天與其他3A大作相比也毫不遜色,由於遊戲本身帶有些許展示主機性能的成分,加上其遊戲體驗主打電影化敘事,遊戲中的模型精度非常之高且環境渲染效果異常出色,而當這種等級的畫面成為的業界標準已經是四年之後的事情,足以說明在這些年裡遊戲畫面技術的提升之緩慢。

遊戲首班車:都說光線追蹤是未來主流,它能夠為遊戲帶來什麼?

《教團1886》的畫面質量堪比CG電影

在光線追蹤技術完全研發出來之前,絕大多數遊戲的渲染方式均採用“光柵化渲染”,所謂光柵化渲染指的是對遊戲中的模型以單個像素為單位進行渲染,這樣做的好處是能夠使單個模型的渲染質量較為出色,並且在遊戲運行過程中不會佔用太長的時間和後臺處理空間。光柵化渲染下的遊戲光影同樣能夠呈現質量出色的視覺效果,但這項技術存在一個最大的問題在於需要大量的人力去對遊戲中的渲染進行手工放置,就目前我們能夠在遊戲中見到的諸如陰影、倒影、反射等效果都是由人力一個個的進行加工,非常消耗開發的精力與時間,所能夠呈現的光影效果雖然美觀養眼,但卻並不符合現實當中的物理規律,並且很容易造成單個模型的渲染相對突兀,難以與周遭場景進行相融。

遊戲首班車:都說光線追蹤是未來主流,它能夠為遊戲帶來什麼?

《光環》中的陰影與渲染有明顯的突兀感

而所謂光線追蹤,就是指讓玩家獲得追蹤光線來源的能力,能夠遊戲中的光源所呈現出的效果更佳遵循物理規律,而當光線的效果符合物理規律,自然而然就會提升遊戲環境的真實感。但這種技術想要完全實現顯然不太可能,如果要考錄到每一處光源的效果和反射在,則會大大加重遊戲的計算壓力,因此英偉達的光線追蹤則是用另外一個角度出發,以玩家的視野作為參照,反向追蹤只會被玩家所能看到的光線路徑,這是一種相對比較完善的即時渲染方式,能夠大大降低遊戲渲染的工程量,同時也不會對遊戲的運行產生太大的壓力,但壓力不大也並不代表不需要性能過高的硬件才能夠實現這一效果,即便是RTX 2080也並沒有實現百分之百的完全光追,而是將以往的渲染方式與光線追蹤相結合。

遊戲首班車:都說光線追蹤是未來主流,它能夠為遊戲帶來什麼?

《地鐵:離去》的光追效果非常驚豔

質變

舉一個簡單的例子,在以往的絕大多數3A遊戲當中,諸如車輛、玻璃等物體都能夠反射出地圖的場景,而這些反射效果也同樣是預先設定好的,這些物體通常不會反射出主角的樣子,甚至是在場景發生爆炸、起火等情況時也不會被反射到這些物體上,這是由於這些物體反射出的倒影都是事先設置好的固定圖片,即時發生在場景中的效果自然不會被反射,而這僅僅只是開發商為了提升光影效果的常用手法之一,而在純粹的光柵化渲染當中甚至根本不會出現反射的效果。想要讓遊戲的畫面擁有肉眼可見的提升,光影效果處理的加強絕對是必不可少的環節,這也是為什麼許多遊戲的畫質增強MOD都喜歡大肆炫耀遊戲中的光影效果(比如“地上必有水”系列)。

遊戲首班車:都說光線追蹤是未來主流,它能夠為遊戲帶來什麼?

安裝畫質MOD的《GTA5》

其實開發者們也比較反感這種好似“造假”一般的方式,但更多情況下也是不得已而為之,誰也不願意自己給自己整活,而如果有了光線追蹤在,則這些類似的問題則全都能夠迎刃而解,開發者只需要在場景當中設定好模型的材質以及光源的位置,就能夠直接形成非常出色的光影效果。有了遵循物理規律的光影效果,或許還能夠影響到未來諸多遊戲的玩法思路以及規則設計,甚至能夠直接將光影作為遊戲的一種機制加以利用,舉一個最簡單的例子,在射擊遊戲當中有的時候敵人會站在我們視野的盲區,而如果此時在敵人的附近有玻璃或者積水,則能夠反射出敵人的具體姿態與位置,而這便是對於我方有利的重要信息,諸如此類,還能夠衍生出更多更加新奇的玩法。

遊戲首班車:都說光線追蹤是未來主流,它能夠為遊戲帶來什麼?

開啟光追的《戰地5》

而同樣的,光線追蹤的效果固然出色,就像上文中所說的那樣,甚至能夠為我們所利用,但同時也有可能影響到遊戲的體驗。同樣舉一個例子:在大多數遊戲當中都存在“環境光遮蔽”這一效果,這同樣是開發商為了擺脫光柵化渲染的手法之一,具體表現為從暗處看亮處會感到耀眼,而在亮處看暗處則會完全看不清,而從暗處進入亮處也會感覺到“刺眼”的效果。這一點比較遵循現實物理規則,也能夠提升遊戲的真實度,而對於部分競技性射擊遊戲來說,將環境光遮蔽效果關閉可謂是常識中的常識,這一效果會非常影響玩家的信息獲取能力,甚至會直接影響到遊戲的勝負,或許對於競技遊戲而言,更加真實的光影效果可能並不是必要的,更不用說表現力更好的光追效果了。

遊戲首班車:都說光線追蹤是未來主流,它能夠為遊戲帶來什麼?

《我的世界》也已經加入光追效果(前後兩圖材質不同)

我們需要光線追蹤嗎?

簡單來說,光線追蹤的目的是在於提升遊戲的畫面表現力,能夠為玩家提供更好的視覺效果以加強遊戲的沉浸感與真實感,運用得當甚至能夠成為遊戲機制的一部分,這符合人們對於這一技術的設想:拉近虛擬與現實的距離。將這一技術用在多數單機遊戲當中絕對會發揮出最大的效果,而對於目前市面上用戶基數最大的競技類遊戲來說,至少目前還未曾出現過特別強調光影表現的遊戲。

遊戲首班車:都說光線追蹤是未來主流,它能夠為遊戲帶來什麼?

目前已確定搭載光追的遊戲

因此,即便以後光追能夠成為主流,也並不是所有遊戲都非常需要這一技術,而鑑於不同的遊戲也都有不同的受眾群體,是否選擇為了光追而購買更好的硬件也需要玩家根據自己的需求酌情選擇。但不可否認的是,光追的逐漸成熟讓人們看到了未來遊戲畫面的發展方向,它無疑會成為開發者們的福音,也讓我們距離更加真實的遊戲世界又近了一步,技術的提升勢必也會帶動其他領域的發展,相信不久後的遊戲領域又會是別有一番風光。


分享到:


相關文章: