開啟游戲畫質(zhì)新時(shí)代 NVIDIA RTX 2080/2080Ti顯卡首發(fā)評測
前文我們說到，RT Cores占用了很大的核心面積，而這些單元并不會(huì)提升傳統(tǒng)的光柵渲染效能。他們的用途要比單獨(dú)提升游戲的FPS值更有價(jià)值?；谶@些單元，NVIDIA在這一代顯卡產(chǎn)品中加入了醞釀多年的“實(shí)時(shí)光線追蹤”（RTX）技術(shù)。這也是為什么這一代顯卡產(chǎn)品的命名從“GTX”變成“RTX”的原因。
光線追蹤與實(shí)時(shí)光線追蹤
傳統(tǒng)的光柵化渲染其實(shí)將一個(gè)3D圖形的幾何信息轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)個(gè)柵格組成的2D圖像的過程，可以理解為在這個(gè)3D圖形的每個(gè)點(diǎn)都包含有顏色、深度以及紋理數(shù)據(jù)，經(jīng)過一系列計(jì)算變換后，將其轉(zhuǎn)換為2D圖像的像素，進(jìn)而呈現(xiàn)在顯示設(shè)備上。更多的是一種基于作者認(rèn)為“這里應(yīng)該有這個(gè)”的創(chuàng)作性質(zhì)的圖形渲染方式，一定以上來說就是已知結(jié)果并把結(jié)果寫出來，而并不能知道這個(gè)結(jié)果是正確的還是錯(cuò)誤的。
而光線追蹤技術(shù)則是通過通過光源位置、射線、和物體關(guān)系進(jìn)行真實(shí)的光線模擬運(yùn)算，來得出這里應(yīng)該有哪些光線，有怎樣的反射關(guān)系。這樣得出的游戲畫面的光影效果也就更加真實(shí)。
光線追蹤在以往游戲中的應(yīng)用都是在游戲的制作中提前進(jìn)行運(yùn)算，將得出的結(jié)果寫到游戲程序中，顯卡所做的也僅僅是將已經(jīng)寫好的“臺(tái)詞”念出來。這樣的做法意味著無法實(shí)現(xiàn)大量且精細(xì)的光線追蹤，那將意味著海量的計(jì)算過程和無比巨大的供調(diào)用的結(jié)果數(shù)據(jù)。
而“實(shí)時(shí)光線追蹤”就是將光線追蹤的運(yùn)算過程拿到游戲過程中來，實(shí)時(shí)地計(jì)算出光線應(yīng)該投影和反射形成的效果。如果性能足夠強(qiáng)大，不僅可以在同樣的場景中做到更高數(shù)量級的光線追蹤效果，游戲畫面可以得到顯著的提高，還能大幅度降低游戲開發(fā)者的運(yùn)算量。
如果把圖形渲染比喻成一場數(shù)學(xué)考試，那么光柵化渲染基本上約等于不會(huì)做題目所有的選項(xiàng)都靠“三短一長選最長”的直覺來回答；而“光線追蹤”則是將盡可能多的題目死記硬背，靠題海戰(zhàn)術(shù)來完成答卷；而“實(shí)時(shí)光線追蹤”（RTX）技術(shù)則是將做題的方式學(xué)會(huì)，通過聰明的大腦來運(yùn)算解決遇到的每一個(gè)題目。這樣毫無疑問，最后一種方式所得到的分?jǐn)?shù)必然要遠(yuǎn)勝前兩者。
落實(shí)到游戲的話，目前支持光線追蹤的游戲并不多，近期《古墓麗影：暗影》雖然已經(jīng)承諾支持，但并未在首發(fā)版本中加入。而另一款NVIDIA演示的RTX游戲《戰(zhàn)地V》也延期上市。所以目前還不能玩到支持實(shí)時(shí)光線追蹤技術(shù)的游戲。但是相信不久的將來，在NVIDIA的推動(dòng)下，會(huì)有更多的支持RTX技術(shù)的游戲來到我們面前。
靠“腦補(bǔ)”的DLSS技術(shù)
科隆發(fā)布會(huì)上占據(jù)時(shí)長同樣多的還有全新的基于AI人工智能技術(shù)的“深度學(xué)習(xí)超級采樣”（DLSS）技術(shù)。這也是圖靈GPU核心中的那些Tensor Core的用途所在。
原理是這樣的，NVIDIA 使用自己的超級計(jì)算機(jī)以64 倍于標(biāo)準(zhǔn)分辨率的分辨率運(yùn)行游戲，繪制出極多的超高畫質(zhì)的畫面，再用一定的方式挑選出一些細(xì)分畫面作為完美渲染的“標(biāo)準(zhǔn)答案”。然后通過DLSS深度學(xué)習(xí)，將標(biāo)準(zhǔn)分辨率的畫面和這些畫面進(jìn)行對比，生成一張最優(yōu)畫面，然后再與全尺寸（64倍超采樣）進(jìn)行對比，得出差別，然后將這些差別反推到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行循環(huán)訓(xùn)練。在幾輪之后就人工智能網(wǎng)絡(luò)就可以學(xué)會(huì)如何將標(biāo)準(zhǔn)畫面渲染到接近64倍分辨率原圖的方法。
這些學(xué)習(xí)結(jié)果定期通過軟件更新提供給圖靈GPU的顯卡，通過Tensor Cores，就可以進(jìn)行實(shí)時(shí)比對，將較低分辨率的畫面“腦補(bǔ)”為正確的高分辨率畫面，從而實(shí)現(xiàn)畫面細(xì)節(jié)的提升。超采樣也消滅了畫面中可能存在的鋸齒。
最終的效果就是，要得出一個(gè)4K分辨率的高畫質(zhì)反鋸齒畫面，通過DLSS技術(shù)并不需要真的在4K分辨率下渲染畫面，實(shí)際渲染一個(gè)低分辨率畫面，通過DLSS技術(shù)即可達(dá)到需要的效果。這樣不僅畫質(zhì)有所保證，還可以大幅度降低游戲的性能需求，游戲的運(yùn)行效率將大幅度提升。
雖然效率提升，但畫質(zhì)方面卻并不會(huì)因?yàn)镈LSS技術(shù)而受到損失，相反的，相比TAA（時(shí)間性反鋸齒），DLSS技術(shù)大量的機(jī)器學(xué)習(xí)可以避免拖影和細(xì)節(jié)錯(cuò)位，從而獲得更好的反鋸齒效果。
相比需要更深度技術(shù)基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)光線追蹤而言，DLSS更加容易實(shí)現(xiàn)，所以很多現(xiàn)有的游戲很快就可以經(jīng)過NVIDIA的運(yùn)算后支持DLSS技術(shù)，運(yùn)行效率，尤其是4K下的性能會(huì)顯著提升。目前NVIDIA承諾的DLSS技術(shù)游戲包括《絕地求生》《古墓麗影：暗影》《劍俠情緣三》等眾多我們熟悉的作品。
不過由于需要硬件層面的支持，DLSS技術(shù)也是圖靈架構(gòu)GPU的專屬功能。后續(xù)的基準(zhǔn)測試中，我們會(huì)有針對DLSS技術(shù)的實(shí)測數(shù)據(jù)。
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