178游戏网 2019-05-16
英伟达李元亨:图形学的圣杯 实时光线技术分享解析
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  2019 年 5 月 11 日,Unity 于上海召开了最新一届的技术大会。会上,来自英伟达(NVIDIA)的嘉宾,开发者技术工程师李元亨为大家带来了主题为 "Unity 中的实时光线追踪技术剖析 " 的技术分享会。会后,就演讲主题,接受了含 178 游戏网在内的多家媒体采访,并作出了深入的回答。

李元亨演讲

李元亨在接受采访时表示,去年英伟达(NVIDIA,以下简称英伟达)正式推出了 RTX 平台,同时英伟达已经跟全球各大游戏厂商以及引擎厂商进行了深入的沟通与合作。各大厂商表现出了对实时光线追踪技术浓厚的兴趣,同时也表示愿意积极的引入实时光线追踪技术,玩家对这一技术也非常的期待。现在国内外很多大作已经集成了实时光线追踪技术,比如《战地 5》、《古墓丽影 : 暗影》、《地铁 : 逃离》,《逆水寒》技术 Demo 等等。

李元亨采访

在游戏引擎方面,目前主流引擎基本上都已经支持实时光线追踪技术。Unity 在今年三月的美国 GDC 上正式宣布支持实时光线追踪。为了验证这一技术,英伟达跟 Unity 合作,在 Unity 里使用实时光线追踪制作了一个宝马汽车的技术展示 Demo,大家在网上可以看到这个视频。

点击观看宝马 8 系宣传视频

视频中把光线追踪实时渲染出的图像与在影棚里拍摄的真实的宝马汽车影片进行了混剪,从结果来看大部分人已经很难分辨渲染出来的图像跟拍摄的真实照片之间的差异,这充分展示了实时光线追踪技术在渲染照片级真实图像上的实力。我们相信随着游戏引擎对实时光线追踪技术的进一步支持,未来会有越来越多的优秀游戏作品使用这一技术,从而为玩家带来更好的游戏画质体验。

李元亨讲到,光线追踪被视作图形学的圣杯,意思是说它是实现复杂渲染技术最直接有效的方式,是图形技术未来的发展方向。使用光线追踪几乎所有的特效都可以实现,只是因为有些特效的计算量非常大,现下还做不到实时。在实时渲染领域,英伟达目前主要使用光线追踪做一些光栅化下较难实现的特效,比如复杂的反射、折射,复杂面光源下的软阴影,更真实的环境遮挡,实时焦散,甚至是实时全局照明等。

当然强大的视觉效果需要有强大的性能支撑,实时光线追踪在游戏领域里想要大放光彩,依旧需要有一些条件来支撑。首先第一个是需要有强大的硬件,比如英伟达正式推出的 RTX 系列显卡,为实时光线追踪提供了坚实的硬件基础。另一个是业界统一的光线追踪软件接口标准,这方面微软已经宣布了在 DirectX 中加入光线追踪接口,就是 DXR。同时,英伟达也在 Vulkan 里面以扩展的方式提供了光线追踪的接口,称作 VkRay。最后,引擎厂商在光线追踪技术上的投入也很重要,目前主流的引擎,包括 Unity、寒霜等都已经正式宣布支持实时光线追踪技术。

NVIDIA 最新 RTX 显卡

在移动端方面,因为实时光线追踪对硬件是有一定要求的,之前也提到 RTX 显卡中有专门的硬件单元 RT Core 用于为光线追踪进入到实时领域提供硬件上的支撑。而移动端的芯片上目前尚不确定有类似的硬件单元。当然使用着色器(Shader)也可以模拟光线追踪过程,但在运行速度上会有显著的差异,毕竟用软件模拟速度会比较慢。不过相信随着用户越来越追求游戏体验与品质,各厂商也越来越重视,随着图形技术发展与迭代,在移动端实现实时光线追踪也会越来越近。

在人工智能方面,英伟达最近推出了 NGX 库,包含了一些深度学习技术在图形图像方面的应用。这其中包括 DLSS(深度学习超采样)技术,它支持以较低的分辨率去渲染,然后通过深度学习超采到较高的分辨率并进行抗锯齿。DLSS 技术可以在保证画质的前提下大大提升游戏性能。同时,使用 AI 降噪方面英伟达也进行了大量的研究工作并取得了一些成果:最新的 Optix(一款英伟达旗下的光线追踪渲染引擎)中已经发布了新的 AI 降噪器,主要用于使用 AI 对光线追踪中产生的含噪点的图像进行快速降噪。使用这个 AI 降噪器可以将原来几个小时乃至几天才能收敛的工作快速完成,同时英伟达已经在尝试将 AI 降噪应用在实时领域。

当下,已经有越来越多的游戏厂商,引擎厂商,图形图像等技术的方方面面在为实时光线技术的普及而努力,我们相信,随着时间的延续,必将为用户带来更好的视觉体验。

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