在NVIDIA的大力支持下,現在越來越多的遊戲都開始添加了對實時光線追蹤的支持,再加上近日微軟把DirectX 12 Ultimate的DXR版本升級到1.1版本,它的新特性包括在現有的光線追蹤管線狀態對象中可以加入額外的著色器、支持GPU執行時間軸自行決定要處理的光線數量以及引入了新的內聯式光線追蹤,簡單來說DXR 1.1可以給開發者賦予遊戲更好的光追效果及性能,目前有30多款已上市以及即將上市的遊戲都表示支持DXR 1.1。而想在遊戲裡面體驗光線追蹤現在只有NVIDIA的RTX系列顯卡才能玩得動,而且RTX系列顯卡還有DLSS這一殺手級功能可在高分辨率下大幅提升遊戲幀數,根據NVIDIA官方給出的推薦,RTX 2060/2060 SUPER是適合在1080p分辨率下玩光追遊戲的,而2K分辨率下就要用上RTX 2070/2070 SUPER,而4K分辨率的話就得靠RTX 2080/2080 SUPER甚至RTX 2080 Ti了。
RTX及DLSS技術簡介
RTX顯卡發佈一年多以後,相信大家對於光追這個名詞已經有了一定的瞭解。NVIDA在RTX顯卡核心中將接近1/3的面積用來實現光線追蹤足見其對這一技術的重視。
在以往實現光照陰影效果的方法的原理為光柵化。光柵化技術是目前絕大多數圖形技術的基礎,它最大的積極意義就在於能夠通過較低的硬件開銷實現豐富的效果。所謂光柵化,就是將三維世界裡的頂點座標降維的過程,即將這些座標表現在二維的顯示器平面當中,成為能夠被顯示的像素點,它是光線追蹤的高效替代方案,但正因為這是長久以來軟件向硬件性能妥協的結果,光柵化技術雖然能夠以較低的成本繪製豐富的場景,但是因為其本身的原理,在有些時候依然會顯得比較脫離現實,比如光影缺少層次感、空間內僅僅出現“亮、很亮、中等、很暗、暗”的過渡,並且在場景複雜的時候會出現陰影渲染太直、太硬的感覺。
後來出現的環境光遮蔽AO,屏幕空間環境光屏蔽SSAO乃至SSR,VXGI等技術都是對傳統光柵化技術的補足,但是要從根本上實現出色的光影效果,最後還是得光線追蹤出馬。
它與之前計算光源光線傳播路徑不一樣,利用光的可逆性質,反向計算,跟蹤從眼睛發出的光線,通過技術生成編排好的數學模型展現出來,這樣的得到畫面效果更佳,對於反射與折射有更準確的模擬效果,並且根據物體表面的不同材質,反射的光線同樣有明亮而銳利、昏黃而溫和的區分,進而創造出現有條件內最佳、最真實的解決方案。
所以說,光線追蹤技術就是能夠更直接、更深度改變遊戲中光影效果生成方式、呈現方式的技術,相比以往在受妥協的框架內的技術,光線追蹤技術能夠極大程度提高光影的真實感、層次感,感受接近真實世界的光影效果。
此外NVIDIA的DLSS已經升級到了2.0版本,它是原版DLSS的升級加強版,在效果、集成便利度和效率上面都有較大的提升,可以說這是AI渲染技術的一次巨大飛躍。
首先,DLSS 2.0在效率和處理速度上有很大的提升,NVIDIA宣稱其速度可以達到原版的兩倍,換到實際遊戲中就是同樣的設置下可以提高更多的幀數。
然後是更好的圖像超採樣質量,DLSS 2.0擴展了超採樣的倍數,可以支持4x的分辨率拉伸,也就是說 ,在1080p的渲染分辨率下通過DLSS 2.0即可拉伸到4K分辨率,大大節約了GPU資源,可以提供更高的幀數。
最重要的一點是,DLSS 2.0不再需要針對單個遊戲進行模型學習推理了,現在所有遊戲都會使用一個模型,這大大降低了遊戲開發商使用DLSS技術的門檻,未來整合DLSS技術將會是一件非常簡單的事情。
DLSS 2.0升級的背後是整個架構的優化調整,帶來的提升效果是相當明顯的,官方提供了一系列的對比樣張:
可以看到DLSS 2.0在噪點控制(最後一張最明顯)上有較大提升,細節部分的清晰度也有一定的進步,不像之前那麼糊了。
因為它是基於AI的應用,所以DLSS可以不斷地自我升級,作為明顯的一點就是它的圖像質量會隨著時間越來越好,而消耗的資源會保持基本穩定。實際上這項技術在發佈之後是一直在升級的,此前有外媒針對《Control》的DLSS效果進行過研究,並稱其為DLSS 1.9。年初更新RTX支持的《重返德軍總部:新血》則是提前用上了今天才正式發佈的DLSS 2.0,提供了三檔可選的DLSS質量選項——平衡、質量和速度模式,另外《飛向月球》也已經支持DLSS 2.0。
測試平臺與說明
《飛向月球》和《Control》這兩款遊戲是目前對光追和DLSS支持得比較好的兩款遊戲,他們都已經升級支持DLSS 2.0,想在各個分辨率下流暢運行這兩個遊戲我們需要性能較強的顯卡,所以我們使用了華碩ROG STRIX RTX 2080 SUPER A8G GAMING,CPU是Core i9-9900K,主板是華碩ROG Maximus XI Extreme,使芝奇焰光戟DDR4-3600 8GB*2內存,會測試這兩個遊戲在4K、2K、1080p三個分辨率下開啟/關閉光追,以及在光追開啟後開關DLSS的幀數對比。
華碩ROG STRIX RTX 2080 SUPER A8G GAMING顯卡介紹
華碩ROG STRIX RTX 2080 SUPER A8G GAMING依然沿用了猛禽系列一往的風格,依然是熟悉的配方,高傲冷峻的外觀就是最大亮點。顯卡的基礎頻率是1650MHz,加速頻率1860MHz,顯存等效數據頻率15500MHz,而這款強勁的顯卡需要兩個8pin外接供電,可提供375W的電力。
巨大的散熱器上使用了三把連體式扇葉風扇,這種特殊造型設計據說可以降低風切聲,意味著這款顯卡更為安靜,顯卡帶有ROG信仰Logo的數碼風背板,還能實現華碩神光同步,顯卡背面還有一顆LED燈的硬件控制開關,想開就開,想關也能馬上搞定。
從側面來看的話可以看到顯卡配備了加強PCB強度、輔助散熱器的金屬中框,顯卡頂部有GEFORCE RTX標誌,以及ROG玩家國度的RGB燈。
顯卡配備六熱管散熱器,熱管是散熱鰭片都鍍鎳了,相當奢華,與GPU核心接觸的底座打磨光亮,MaxContact技術讓接觸面更平滑,另外散熱器還照顧到了VRM供電元件,上面有導熱貼能把這些高熱元件的熱量傳遞到散熱鰭片上,而顯存散熱任務交給了中框,效果可能不如集成到GPU底座上。
顯卡採用10+2相超合金供電,每相配備SAPII超合金電感、鈺邦電容各一個,GPU供電MosFET是德州儀器CSD95481RWJ,顯存供電MosFET是IR TDA21462,顯卡尾部有兩個風扇接口以及一個12V RGB接口。
在不同分辨率下的遊戲表現
遊戲開啟光追後雖然畫面華麗真實了許多,但是伴隨的必然是遊戲幀數的下降,DLSS的存在讓RTX顯卡在開啟光追後依然流暢遊戲變為可能,我們會測試4K、2K、1080p三個主流分辨率下RTX 2080 SUPER顯卡在《飛向月球》和《Control》兩個遊戲中開啟、關閉光追,以及光追+DLSS時的幀數表現,《飛向月球》是可以設置DLSS的級別的,我們會分別測試性能以及品質模式下的幀數表現。
在1080p分辨率下華碩ROG STRIX RTX 2080 SUPER A8G GAMING即使不依靠DLSS也能滿足60幀流暢的需求開啟光追暢玩遊戲,在2K分辨率下如果不用DLSS的話開啟光追後就達不到60幀,開啟DLSS後遊戲幀數大幅提升,品質模式下畫質明顯比性能模式更好,而且品質模式下也已經足夠流暢了,4K分辨率的話開光追不開DLSS已經不行了,而且DLSS要開啟性能模式才能保障遊戲的流暢度,有趣的是開啟DLSS性能模式後幀數甚至比不開光追時還要高。
《Control》這遊戲要求就高得多了,遊戲中啟用了大量光追效果,但對顯卡要求也相當之高,在1080p開啟光追後幀數就跌到60幀以下,開啟DLSS就能保持流暢,2K分辨率下不開DLSS開光追是明顯不流暢的,開啟DLSS後流暢度直線上升,4K分辨率下即使不開光追也撐不住了,開了光追不開DLSS根本就沒法玩,所以我們也無法在這種情況下完成測試,開了DLSS後就好多了。
很明顯的,兩個遊戲的分辨率率越高,DLSS帶來的提升效果就越明顯,開啟光追後遊戲畫面質量大幅提升,光線變得更為真實,但是相當之吃顯卡性能,而DLSS技術則可讓玩家流暢的體驗光追遊戲,而且DLSS 2.0不僅大幅改善了處理後的圖像質量,還可以提高部分遊戲的幀率。
遊戲畫質對比
《飛向月球》這款遊戲用上了光線追蹤不透明反射、光線追蹤透明反射和光線追蹤陰影這三種全新實時光線追蹤效果,這使得整個遊戲世界看上去甚至更加逼真。
光線追蹤透明反射可為場景添加新細節,而傳統方法完全無法實現這一點,你可以看到上圖中開啟光追后角色身後的牆面和燈光柔和地反射在防護玻璃上,就像真實的玻璃一樣,儘管窗戶表面已形成精準的反射,另一面的物體細節仍舊保持清晰,而關閉光線追蹤後玻璃上只能反射出一些很模糊的影子。
上面的截圖就很能體現出光線追蹤的鏡面反射以及陰影效果,開啟光追後窗戶上的反射效果明顯清晰得多,實時光線追蹤的效果比光柵化真實多了,而且光線追蹤帶來了更逼真的沉浸式陰影,傳統的陰影投射方法如陰影貼圖無法為較小的物體提供更微小的細節,但在啟用光線追蹤陰影后就能看到建有隔柵的人行道所投射的陰影包含更微小的細節,啟用這些光線追蹤功能可為遊戲添加更強的沉浸感。
而《Control》這款遊戲我們此前已經在各種測試中使用多次了,它是一款相當適合用來體驗光追的遊戲,它加入了光追的反射以及折射特性,因此可以在各個場景中都能夠看到效果。例如在很多地方都出現的金屬材質牆壁上,人物走近後都會反射出一個明確可見的黑影,如果不開光追的話,要不甚麼都看不到要不就只看到一團影子。而在玻璃這些材質的旁邊,反射的效果就更明顯了,連視角內埸景的反射也會如實呈現出來,可以說是很真實了。
開啟光追後原本霧濛濛的窗戶反射出了人以及周邊物品,而且旁邊的電視屏幕上也反射出了房間內部細節。
這一組垃圾車的陰影在關閉光追時糊了一大片,而開啟後不僅陰影細節非常細緻,連地面上拖把拖過的痕跡都反射的很清晰。
這一組在鏡面大理石牆面上,女主形象與環境場景在開啟光追後也清晰的反射了出來,關閉後則是模糊一片。
可見光線追蹤技術在《Control》這款遊戲中得到了大量應用,光影效果區別之大使得開關前後的畫面幾乎是兩款遊戲,這對硬件提出了非常高的要求。
想在4K辨率玩光追需要RTX 2080 SUPER
從視頻以及遊戲截圖中我們就能看到光追能給遊戲畫面帶來質的改變,當然要開啟光追的話是相當的消耗顯卡資源的,DLSS的引入降低了體驗光追的門檻,幀數損失得到了極大程度的緩解,在高分辨率下幀數提升特別大,而且DLSS升級到2.0之後,畫質損失也大幅降低,它背後的AI也會隨著時間愈來愈成熟,一邊提高遊戲性能一邊帶來更加準確更加精緻的畫面。
在DLSS的加持下,華碩ROG STRIX RTX 2080 SUPER A8G GAMING其實是可以在4K分辨率下流暢運行光追遊戲的,當然《Control》這遊戲你想在4K下特效全開的玩光追並且要求完全流暢就有些難度,在《飛向月球》中這卡的表現就相對之優秀了,相信隨著其他廠商的參與,支持光線追蹤的遊戲將會越來越多,帶來更佳出眾的遊戲體驗,而且隨著AI技術的發展,DLSS將會帶來更大的性能增益,RTX 2080 SUPER這顯卡是現在想在高分辨率體驗光追所必須的,而在將來一段時間性能依然不會落後。
本文有視頻版,視頻帶有簡體中文字幕,但需要到bilibili網站使用新版播放器查看,另外原站點可以支持最大1080p分辨率,畫質更佳,推薦使用。