說起今年最受關注的顯卡，那麼無疑是AMD即將發佈的Big Navi顯卡以及NVIDIA的RTX30系列，RTX30系列GPU是7nm工藝的安培GPU，它將是12nm圖靈GPU的繼任者，除了升級圖形架構之外，RTX光線追蹤技術也會繼續升級。

光線追蹤技術是NVIDIA在2018年剛剛開始使用的新一代圖形渲染技術，僅搭載在它旗下的RTX20系列高端顯卡上。這些光追顯卡一經發布便受到了各路遊戲愛好者們的喜愛，NVIDIA也是不斷地去吹捧擁有光線追蹤技術的顯卡可以讓遊戲畫面變得更好。

那麼問題來了，什麼是光線追蹤，我們為什麼需要光線追蹤，光線追蹤這個技術又有什麼缺點。

什麼是光線追蹤

光線追蹤說白了就是一種在2D屏幕上呈現3D圖像的方法，其實在很久之前就已經出現了，但是一般都被應用於動畫電影中，最近才開始在遊戲上使用這項技術。

由於電腦的性能是有上限的，所以為了減輕計算壓力，應用於遊戲上的光線追蹤並不會捕捉幾萬億條來自各個光源的光線，而是隻取其中的極小一部分。打個比方，我們假設我們的眼睛是一個虛擬相機，以它為起點，穿過一個像素，然後看到像素背後的物體，最後回到場景裡的光源。而且為了增加真實性，如果反射光線的物體會吸收或者漫反射光線的話，比如一些石頭、樹幹、草叢之類的，光線追蹤算法會將這些新增的光線考慮進去，這樣所有的折射和陰影效果都能夠準確的顯示出來。

我們為什麼需要光線追蹤技術

我們之所以需要光線追蹤技術，是因為它優於傳統的遊戲繪製或者說圖像渲染方式。在光追顯卡沒有發售之前，遊戲所使用的圖像渲染方式是一種叫做光柵化的技術，雖然現在光追顯卡的數量依舊不多，大部分人的顯卡依舊在使用光柵化。

光柵化這個技術的作用是通過遊戲的代碼讓GPU用多邊形繪製一個3D場景，這些2D的多邊形一般都是三角形，它們組成了我們看到的大部分視覺元素。當場景繪製完成後，再將這個場景光柵化成單獨的像素，經過著色器處理，通過改變單個像素的顏色、材質、光照效果，來渲染出完整的一幀3D場景。然後每秒重複這個過程幾十遍，這個次數主要取決於電腦的性能上限，最終我們就可以得到流暢的遊戲體驗。

雖然遊戲領域已經使用光柵化這個技術很多年了，它過去的表現也著實令我們滿意。但是通過將3D圖形轉換到2D的屏幕，再利用著色器來估計光照的效果，這種做法有著天生缺陷，因為這樣很難追蹤光線在一個場景內具體是如何傳播和反射的

光線追蹤技術的缺點

既然電影中已經使用了很多年光線追蹤技術，那麼為什麼它最近才開始被應用於遊戲中呢？這牽扯到光線追蹤技術的缺點，那就是它非常需要計算量。

電影之所以能使用光線追蹤技術，那是因為在那些大製作的電影中，製作方可以花大價錢去大型服務器集群裡面渲染這些效果和畫面，這個過程可以花費數月甚至數年。這樣做的好處是可以得到更加真實的畫面，因為計算量夠高，所以它們可以從容的去模擬各個光子，以及來自各個光源的大量光線和這些光線不同角度的反射效果。經過了這些流程所處理出來的圖像和視頻，我們第一眼看過去都會覺得這是真實的照片或是視頻，而非是電腦渲染出來的圖像，而且即使我們知道了這不是真的，我們依舊要花很久才能看出來。

然而如果光線追蹤的這個好處應用到遊戲上，就成了缺點。

首先，我們的電腦配置不夠強，即使是使用了目前性能最高的各種硬件也依舊不夠，況且能用得起i9X系列和2080的人只是玩家中的極少數，我們更不能把服務器搬到家裡。所以我們現在所知道的應用於遊戲中的光線追蹤技術，其實在很大程度上被削弱了，就像我們之前說的，應用於遊戲中的光線追蹤技術，只會追蹤其中極少一部分光線，雖然效果依舊比光柵化好很多，但是終究是個遺憾。

其次，哪怕只是追蹤極少一部分光線，依舊會對電腦的性能有很高的要求，更何況現在的遊戲玩家都會追求高刷新率，為了滿足高刷新率的需求，電腦每秒鐘需要渲染的圖像數量也開始成倍增加。因此，有與沒有光追，哪怕質量相差不多，對電腦的需求卻會相差較大。

光線追蹤的普及道路上，最大的障礙應該是遊戲本身，目前支持光線追蹤的遊戲並不算多，選擇光線追蹤顯卡的性價比並不高。而且支持光線追蹤的遊戲大多是一些大作，就算不使用光線追蹤就已經需要很高的電腦性能才能流暢運行，再加上光線追蹤繼續加重性能的負擔，所以想要得到舒適且流暢的遊戲體驗，就需要一臺性能比不支持光線追蹤的電腦更強的機器。因此，目前能夠體驗光線追蹤技術的人，只是玩家群體中的極少一部分。

在未來，支持光線追蹤技術的顯卡會越來越多，除了已經擁有這類顯卡的NVIDIA，AMD也已經有了專業級的光線追蹤方案。總的來說，在硬件上各大廠家已經做到位了 ，我們也只能希望遊戲廠家，能不能再努努力，讓更多遊戲能夠支持光線追蹤，免得我們最後是為了一些永遠用不上的功能多花了冤枉錢。

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