万万没想到,头号玩家官网:科普|高帧率、好画质的「光追」是如何实现的?

发布日期:2025-05-13 浏览次数:0

游戏中的光照效果一直是游戏设计师们极度关注的问题。在过去,游戏制作人员为了呈现不同光照环境下的最终效果,采取了很多技术手段,但是这些方法的局限性也很大。比如,对于平面贴图而言,它们的光照效果只能是静态的,而运用普通的反射贴图和环境遮蔽技术,也只能呈现出简单的环境和反光效果。

但是,随着技术的不断发展,新一代的游戏设计师们也开始采用全新的技术手段,而这些手段就是光线追踪、DLSS、帧生成等技术。这些技术都是一个个独立的模块,可以在游戏引擎中进行大规模应用,从而使游戏的画面更加逼真,更具气息。光线追踪技术是其中最为重要和关键的一个模块。它通过利用数学算法,来模拟真实世界中的光线运动,以此来实现逼真的光照效果。

使用光线追踪技术,可以使得游戏画面的光影、阴影、反射和折射等效果都非常真实。而且,在光照效果方面,光线追踪技术还能够实现对多个光源的精确控制。DLSS 技术则是 NVIDIA 公司的专利技术。它可以通过利用深度学习算法,将游戏画面进行高效率的上采样,从而在提高画面质量的同时,还能够降低 GPU 的负荷。

这项技术的好处显而易见,既能够保证光线追踪技术的高质量呈现,又不会对 GPU 造成过高的压力,保证了游戏的流畅度与稳定性。除此之外,帧生成技术也是十分重要的。在游戏中,帧率是决定游戏流畅度和画面质量的关键。而帧生成技术则是通过利用插值算法,将游戏画面进行升帧,提高帧率,从而使得游戏更加流畅,更加逼真。

总之,这些新一代的技术手段,使得游戏画面呈现出了更为真实、更具气息的效果。它们不仅让玩家在玩游戏时有了更好的视觉享受,也让游戏制作人员在制作游戏时有了更多的发挥空间。如何让游戏画面更加真实?实时光线追踪或许是一个不错的选择。在游戏画面里,我们看到的三角形和色彩都是通过光栅化技术处理出来的,但是这种方法无法完全还原真实的光照效果。

实时光线追踪则可以在游戏中实现更加真实的光照效果。实时光线追踪的原理是通过逆向追踪玩家观察点位置的光线,来模拟真实的光照效果。这种方法的优点在于更加真实,可以实现更加细致的光照效果,比如真实的阴影效果。缺点是需要更高的计算能力,常规的计算机可能无法胜任。相比之下,光栅化技术可以快速处理光照效果,但是无法完全还原真实的光照效果。

在光栅化技术中,三角形和每个像素都有对应的固有颜色,光栅化技术只需要对像素进行上色和遮挡处理,就可以实现基本的光照效果。但是这种方法无法处理复杂的光照效果,比如真实的阴影和反射效果。实时光线追踪可以通过逆向追踪光线,来实现复杂的光照效果。这种方法可以模拟真实的光照效果,比如真实的阴影和反射效果。

但是需要更高的计算能力,常规的计算机可能无法处理。总的来说,实时光线追踪可以让游戏画面更加真实,但是需要更高的计算能力。光栅化技术可以快速处理光照效果,但是无法完全还原真实的光照效果。游戏开发者需要根据实际情况选择最适合的处理方法,以实现最佳的游戏画面效果。光线追踪技术,一种能够在游戏世界中生成逼真场景的技术,最近在游戏圈内炙手可热。

但是,为什么这项技术能够成为游戏开发者的热门选择呢?在光学原理的基础上,通过逆向追踪比真实地模拟光线相互作用,可以大大减少不必要的模拟,从而提高计算效率。这项技术已经被广泛应用于电影特效制作,但它需要大量的计算运算才能生成最终的效果。不过,随着技术的不断进步,实时光线追踪技术得以在游戏中得到应用。

例如,英伟达公司推出的支持光线追踪技术的RTX 20系列显卡,利用其专门的RT Core来加速逆向追踪光线的过程,从而提高了实时光线追踪的性能。在游戏中,光线追踪技术的具体实现方式有多种。

按照实现难度来排序,最简单的是阴影效果,例如《古墓丽影》中的动态阴影效果;其次是高级反射效果,它可以让游戏中的水面、金属、玻璃等材质在光线照射下发生真实的反射现象;更为复杂的是全局光照和全景光线追踪,它们能够为游戏带来更加逼真的光照效果和场景呈现。光线追踪技术的应用带来了游戏画面的质的飞跃,但其实现也需要计算机硬件的不断提升。

随着技术的发展,相信我们未来能够看到更加令人惊艳的游戏画面。游戏中的光影效果越来越逼真,其中高级反射是其中的代表。《战地 5》采用实时光线追踪技术,实现了每个物体的精准反射效果。不过同时也会造成计算压力,因此传统的反射处理方法也会被引入。而全局光照是实现更为准确的光照效果的关键,能够提高游戏的沉浸感。

但是实现全局光照需要处理的数据相对较多,对显卡性能要求也很高。这些光追技术都是为了提高游戏画面的真实感,让玩家更好地沉浸在游戏世界中。如何实现高分辨率和稳定帧率的兼备?这是游戏光线追踪技术面临的最后一个问题。在《赛博朋克:2077》等游戏中,使用部分光线追踪方式,可以营造出一个充满氛围感的虚拟世界,但视觉上仍然存在一些不够真实的地方。

全景光线追踪技术应运而生,能够对几乎不限数量的光源进行建模,构造出更加精准的阴影、反射和全局照明。全景光线追踪能够捕捉场景中所有的光线轨迹,让远景和近景都能呈现出更真实的光追效果。此外,全景光线追踪能够降低开发适配成本,提高性能。但是,全景光线追踪的实现仍然存在一个问题:性能。即使有计算核心进行加速,开启实时光线追踪仍会导致帧率下滑。

那么,有没有什么办法可以在不降低分辨率的情况下获得稳定的帧率呢?答案是肯定的。通过降低分辨率渲染,再用算法提升到较高的分辨率,可以实现高分辨率和稳定帧率的兼备。这种技术在游戏中也得到了应用,比如《赛博朋克:2077》中的「光线追踪:超速模式」。在这种模式下,玩家可以享受到更好的游戏画面效果,而不必担心帧率过低的问题。

可以预见,随着技术的不断发展,游戏光线追踪技术将会变得越来越成熟,带给玩家更加逼真的游戏体验。如何让游戏机输出更高的分辨率,是目前很多游戏玩家关注的问题。

传统的插值方法存在锯齿等问题,因此英伟达选择了深度学习技术,推出了 DLSS(Deep Learning Super Sampling)技术,能够通过 Tensor Core 硬件对实时渲染的图片进行非常高质量的超分辨率。

与第一代 DLSS 相比,DLSS 2.0 的实时超采样和处理速度都有了大幅度提升,通用模型更是让所有游戏都能够实现高质量的超采样。以《控制》为例,DLSS 技术将光追效果全开时的帧率从8 FPS提升至36 FPS,让游戏更加流畅可玩。“画质和性能成反比”这个老生常谈的观念正在被颠覆。

DLSS 2.0技术的出现,让我们在游戏图形领域中拥有了“鱼和熊掌兼得”的可能性。DLSS 2.0技术通过超采样的方式,不仅能够保证画面质量,还能够提高游戏帧率,为玩家提供更流畅、更真实的游戏体验。而现在,DLSS技术已经升级到了3.0版本。除了超采样外,DLSS 3.0更注重高帧率的实现。

在游戏中,高帧率可以带来更准确的操作和更为流畅的游戏体验。为了满足玩家对高帧率的需求,DLSS 3.0采用了多帧生成技术,以提高游戏的帧率和稳定性。多帧生成技术主要分为帧融合、帧采样和光流法三种。帧融合是最基础的插帧技术,它通过对比两个连续帧之间像素的差异,生成一帧过渡图像。这种技术简单易懂,适用于简单的场景,但会出现“模糊”的新帧。

帧采样是一种更为复杂的插帧技术,它可以处理复杂的运动变化,但依赖于原始画面的质量和内容。光流法是目前算法最为复杂的插帧技术,它通过估计每个像素点在图像序列中的运动,生成更精确的新帧。但这种技术计算复杂,对硬件要求较高。总之,DLSS技术的发展,让我们在游戏图形领域探索出了一条新的路线。

它让我们不再需要在画质和性能之间做出选择,而是可以让两者兼得。DLSS 3.0通过多帧生成技术的实现,为玩家提供更为流畅、真实的游戏体验。如何在游戏中实现高质量的图像呢?传统的帧融合、帧采样和光流法都有其不足之处。而DLSS 3的帧生成技术在生成每一帧的时候就针对性地插帧,从而达到更好的效果。

具体来说,DLSS 3会分析当前游戏帧、前一游戏帧,并结合Ada光流加速器生成的光流场和游戏引擎数据,再生成额外的帧来补齐画面。这个过程就像我们在走路时分析之前已经脚下的路和已经走过的路一样,进而理解像素从第一帧图像到第二帧图像中间发生了什么。

通过不断根据已经观察到的信息,预测下一步要发生什么,以便做出正确的反应,DLSS 3能够在阴影等部分重新渲染,从而获得更真实、更流畅的游戏画面。如何通过技术提升游戏画面质量?英伟达提供了 DLSS 3 技术来解决这个问题。DLSS 3 利用游戏引擎数据和光流法算法来预测每个像素在下一帧中的位置,减少 GPU 的渲染压力,提升画面质量。

然而,这种技术也会导致用户输入延迟增加,对于竞技游戏来说尤其致命。为了解决这个问题,英伟达推出了 RTX Reflex 技术,尽可能降低系统延迟,从而有效降低 DLSS 3 帧生成技术带来的延迟。使用 RTX Reflex 技术能够使得游戏画面更加流畅,让玩家在竞技游戏中更加顺畅地进行操作。

RTX Reflex:优化游戏体验的新工具你是否曾经在玩游戏时,因为 GPU 渲染延迟而无法及时响应突发情况而导致失败?如果是的话,那么 RTX Reflex 可能会是解决这个问题的答案。RTX Reflex 通过降低队列深度和及时发送命令到 GPU 的方式来优化游戏体验。

就像我们走路时要随时注意周围的情况,RTX Reflex 也能够帮助 GPU 在我们进行游戏时更快速、更及时地响应我们的指令。通过这种方式,我们将能够享受到更加流畅的游戏体验。除了 RTX Reflex,还有一个被广泛应用于光线追踪的技术,那就是 DLSS 3.5。

在应用这项技术之前,光线追踪的效果生成一般是在材质和几何体载入完毕后进行的,此时的游戏世界就像一块没有上色的画布。在光线追踪的过程中,不同类型的模型和材质都需要被计算和模拟。但是,由于游戏世界的复杂性和多样性,这样的计算和模拟往往需要耗费大量的时间和资源。为了解决这个问题,引入一个人为设计的、用于效果优化的降噪器就显得尤为重要了。

总之,RTX Reflex 和 DLSS 3.5 是两项非常重要的技术,它们可以帮助我们更好地享受到游戏带来的乐趣。虽然它们的实现原理可能比较复杂,但是我们只需要知道它们能够优化游戏体验就足够了。我们期待这些技术能够在未来被更广泛地应用,为我们带来更加出色的游戏体验。

DLSS 3.5:将深度学习技术应用于光线追踪中当我们在电脑前游玩精美视觉效果的游戏时,可能不会想到这些画面是如何呈现在我们眼前的。但随着技术的不断提升,我们的游戏体验也会变得越来越真实。而其中一个重要的技术就是降噪器。以往的降噪器采用的是时域积累和空间插值等方法,但这些方法都存在一些弊端。

为了解决这些局部细节上的「不对劲」,深度学习技术被引入到了光线追踪中,实现了更加高效和聪明的降噪器,也就是 DLSS 3.5 光线重建。DLSS 3.5的全称是Deep Learning Super Sampling,它不仅可以提高分辨率和帧率,还可以让深度学习参与光线追踪的最终呈现效果的生成环节。

我们可以将光线重建的核心理念简单地理解为,将光线追踪光照处理的人工设计组件改为效率更高、由深度学习驱动的AI模型。

在大量训练素材的积累下,光线重建就像经验丰富的画家,不仅有更优质的工具,对游戏内的环境和世界也有更独特、更专业的看法和理解;他知道如何融合不同的颜色、纹理和运动,他熟知如何尽可能保留细腻的光照效果,并能善用各种手法来呈现各种光照效果。DLSS 3.5的应用也得到了实际的验证。

开启光线重建后,画面的细节表现更加清晰,例如路面积水中的倒影清晰度、远处桥梁顶部的阴影细节以及车灯在路面和马路牙子上的不同照射效果等等,这些都让我们的游戏体验更加真实。总之,DLSS 3.5光线重建的引入,让游戏画面的表现更加真实,让我们的游戏体验变得更加逼真。深度学习技术的应用,也在不断推进着信息技术的革新。

《赛博朋克2077》更新:全景光线追踪功能正式上线CD Projekt Red(CDPR)近日宣布,《赛博朋克2077》将在PC平台上推出全景光线追踪功能。这项功能可以提高游戏场景中的光线效果,进一步增强游戏的视觉体验。全景光线追踪是一种先进的光线渲染技术,它可以在游戏中实现真实的光影效果。

简单来说,它会模拟现实中光线的传播,从而产生更为真实的光影效果。相较于传统的渲染技术,全景光线追踪可以让场景和角色更加真实、细腻,同时也更加消耗显卡性能。全景光线追踪的加入,让《赛博朋克2077》的视觉效果再上一个台阶。在游戏中,你可以感受到更为细致的光影效果,比如镜面反射、阴影、亮度和色彩等方面的提升,让游戏画面更逼真、更具观赏性。

值得一提的是,全景光线追踪的开启会对游戏的帧率造成影响。因此,对于一些显卡性能较低的玩家,可能需要在性能和画面效果之间做出平衡。不过,CDPR贴心地为玩家提供了只针对拍照模式开启的全景光追选项,可以让喜欢截图的玩家获得更高品质的游戏画面。

此外,RTX 40系列显卡用户可以将光线重建与帧生成相结合,而RTX 20和30系列显卡用户则可以将光线重建与DLSS或DLAA一同开启。这也为不同型号的玩家提供了更多的选择。总之,《赛博朋克2077》的全景光线追踪功能的加入,让这款游戏更加逼真、更具观赏性。

如果你是一名喜欢高品质画面的玩家,不妨来尝试一下这项新功能,感受全新的视觉体验吧!

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