支持光线追踪的游戏怎么开启 到底什么是光线追踪

自从NVIDIA在Volta架构GPU上实现光线追踪技术（官方简称为RTX）以来,仿佛一夜之间掀起了一阵狂潮，如今几乎已经成了3A游戏大作的必备套餐，甚至部分独立游戏也要来凑凑热闹。

光线追踪版《我的世界》

然而如果不经过对比，普通玩家在单独观看某些加入光线追踪技术的游戏画面时却感受不到太大的差异，但同时却要付出帧数大幅下降的代价。部分人（尤其是主机玩家）开始质疑，这个技术真的有如此重要吗？

光线追踪其实是一种图形渲染算法，它与传统的光栅化渲染算法最大的不同，在于其更真实地模拟了物体在人眼中的呈现过程，即光线照射到物体后其中一部分反射回人眼从而在大脑中产生影像。

相比光线追踪，光栅化渲染的计算量同样巨大，但其只关注虚拟物体自身与光源之间的关系，从拟真化的角度来看，这实在过于粗糙。现实中的物体的光线反射路径相当曲折而漫长，当一束阳光照射到苹果树上，它可能先到达苹果表皮，于是你看到了红色；然后光线继续反射到树叶，于是绿色映入眼帘；再反射到树干，然后再反射到另一个苹果......整个过程会一直持续下去直到光的能量全部耗尽为止。

然而现实情况比这还要复杂得多，比如某个苹果在层层树叶的遮挡下完全接收不到阳光，但你还是可以看到它，这是因为部分照射到其他物体上的光线经过反复折射后最终指向这只苹果的缘故。

游戏中的光线追踪算法正是基于这一原理，只不过把上面的流程反过来，从人眼（也就是屏幕）往光线入射方向反向追踪并渲染其中碰到的所有物体最后到达光源。这样做的目的是不用去计算不会到达屏幕的光线，大幅降低渲染压力，但即便如此，实际运算量仍然十分巨大。

总之，光线追踪是一种原理极其简单但运算量却非常巨大的渲染算法，是由虚拟物体构成的画面在人眼中彻底无法分辨真假的最后一道门槛。

可以想象，一个真实物体的成像过程是极其繁复的，在其可见表面包含了大量周围环境的光线信息，尽管其中的大部分非常细微。事实上光栅化渲染正是通过忽略这些细节来呈现整个虚拟世界的。然而这样做的问题就是，无论游戏中的物体建模和贴图如何逼真，玩家总能一眼看出它和现实世界的区别，即便他自己可能也不清楚原因何在。

在今天，大型商业电影中的特效场面已经司空见惯，观众也已很难分辨哪些镜头是通过CG技术制作出来的虚假画面。其原因即在于大制作电影早就普遍依赖光线追踪技术生成或强化特效，包括完整的反射、折射和阴影效果。

电影制作不追求实时性，可以花费大量时间渲染一帧画面，即便是拥有顶级性能的商用图形工作站，渲染一部典型的好莱坞特效电影的总周期仍然长达数月到一年。显然，电子游戏不可能允许这么做，这导致了光线追踪算法尽管在几十年前就已经成熟，但直到现在才刚开始在实时计算领域应用。

不过游戏玩家们还没有完全度过黎明前的黑暗，尽管游戏新作纷纷开始支持光线追踪，但其与电影，或者高级图形工作站中所展现的效果并不可同日而语。尽管几乎每一年，民用GPU的性能都会获得显著的提升，但相比于完整的光线追踪所需的庞大计算能力而言，仍然显得杯水车薪。

正如本文开头所举的例子，单一光源的光线反射就已经可以构成一条几乎可以贯穿所有角落的光路，更何况在大部分情况下，游戏画面中的场景往往是多光源的。每增加一个光源，计算量都会成倍提高。

事实上目前所有游戏作品中都只是部分应用该技术，即只对画面中的主要或关键物体进行光线追踪，同时对光源的光线数量也有严格限制，而次要的画面部分仍然采用传统的光栅化渲染方式。

不仅在光线计算上，物体的数量、构成物体的多边形数量、纹理精度、物理表现等同样也在考验着电脑的性能，玩家对后者的要求丝毫不亚于前者，这也是为什么部分大型游戏放弃支持光线追踪的原因。

在XSX和PS5这些次世代主机上，在没有类似DLSS等可以大幅提升帧数的技术的情况下，为了确保4K画质下的流畅度不受影响，不加入对光线追踪的支持将成为更多游戏的选择，光追要成为默认打开的选项，或许需要等到下一个世代。

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