光追技术榨干显卡性能？一文读懂什么是光线追踪

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近两年，不知道“光追”都不好意思说自己是游戏玩家。的确，光追代表目前显卡显示技术的最高水准，当然价格也不算亲民。 英伟达的光追系列RTX显卡，入门款也要近3千块，居高不下的售价令人是既爱又恨。

光追，全称：光线追踪（Ray Tracing），属于计算机图形学领域的专业术语。

简单地说，光线追踪是一种提高动态画像画质的技术，最直观的表现就是，游戏画面中的反光倒影。在没有光追特效下，比如地面上的水坑显示的是一团黑。开启光追能够看得到水坑周围物体的倒影，就像下面这样：

光线追踪能实现接近真实世界的逼真画质，他的背后是光线追踪算法，提它就不得不说光栅化算法(Rasterization)。光栅化是将一个图元（图形基本元素）转变为一个二维图像的过程，二维图像上每个点都包含了颜色、深度和纹理数据。将程序中包含的几何图形数据转换为实际像素，最终呈现到显示设备中。下面这个二维图形，已知有三个点，三条边。这些图形元素经由软件计算该在什么位置显示它，在对应的位置显示相应的颜色……屏幕就显示该图形，这就是最基础的光栅化。

光线追踪模拟了光线的反射。众所周知，人眼能够看得到物体，是因为物体会反射光线到人眼中，经过视网膜传递给大脑产生“视觉信号”，就能就感知到物体形状和颜色。这张图反映了光线追踪的原理：灯光照射到对象，并将光线反射到摄像机，我们将这个过程称为“渲染”。

我们需要知道视窗中某个具体的物体，无需考虑视窗之外的光线。这样光栅化就无法模拟真实世界。灯光照射的光线让摄像机去记录并形成像素，这个工作量是巨大的。实际上，更趋向于“反向追踪”，让摄像机去发射光线照射物体，如果光线返回给了光源，那么这条路径就是成立的。根据反弹的信息和光源的信息在像素上呈现这一条光线的像素效果。通过软件大量的追踪从而渲染一张接近现实的图像。

迭代渲染

这种反向追踪能节省99%的计算量，按照百度百科的解释，更为精准一些：

图形计算领域的两座大山：英伟达和AMD。截止到目前(2021年2月) 市面上流行的支持光追的高端显卡只有英伟达RTX系列，RTX的入门型号2060在2K分辨率下的性能与GTX1070Ti基本一致，价格在3500上下。 需要注意的是，开启显卡光线追踪功能需要游戏本身的支持，光追有低、中、高三个挡位。

光追也并非万般好，现有的光追显卡都无法完美运行光追游戏，所以开启光追会导致游戏帧数大幅下降，这时候就需要DLSS技术来弥补了。DLSS是指深度学习超级采样技术，篇幅所限就不详细阐述了，支持光追的游戏设置中都有DLSS设置，游戏中开启DLSS后能稳定在50帧左右。据大部分玩家反馈，2060和2070、30系列差距不小，需要开启DLSS来弥补，也就是说RTX2060仅能作入门的光追体验，同时开启DLSS对游戏的优化还是很不错的。

从实际体验来看，RTX和GTX的差距很明显。RTX和GTX显卡的核心架构都是帕斯卡架构（Pascal），RTX20系列每个SM单元都有一个专门执行光线追踪技术的RT核心和深度学习的TC核心。

GTX则完全没有这两个，所以要充分利用RTX的性能，只开启光追还是不够的，光追+DLSS足以吊打全系GTX显卡。当然了，一个大于1080p分辨率的显示器也是必不可少的哦。