光追和DLSS一直NVIDIA的重点宣传对象,但在大部分玩家的实际体验中,实际差距并不大,这主要是因为在游戏制作中,美工已经将可预料的光照系统模拟的非常逼真,与真实场景无异,所以自然区别不大。不过近日NVIDIA放出了一款基于虚幻4的RTX+DLSS场景测试软件,可抛开游戏美工的因素,再来对比效果。下面附上链接,感兴趣的朋友可以自行下载测试。(本文多图杀猫,含大量对比展示效果) 软件主界面 软件没有任何安装过程,直接打开即可运行,不过如果你是新电脑没有C++等必备程序,软件会自动进行安装。在进入软件后可以选择1080P或者2K分辨率,并且可以选择窗口或全屏的方式来运行,不过目前没有4K分辨率。 RTX ON RTX OFF 进入场景后可以看到整体操作界面,【空格】键可快速选择开启和关闭所有效果,而且如果不手动调整时间条,整个场景的光线会按照时间流逝,从白天到黑夜来变化。在主场景中我们看到由于打开了DLSS功能,光追效果全开的帧数居然还要高出4帧。
首先来看第一种效果,全局光照。这是在光线追踪中较为高级的光线效果,既要考虑到场景中直接来自光源的光照,也要考虑经过场景中其他物体反射后的光照,打开该选项能够有效增强场景的真实感。 全局光照 开 全局光照 关 全局光照作为光线追踪中较难实现的效果,对于计算量有着非常高的要求,从上面的场景中可以明显看到,打开全局光照后,作为背景的柜子及箱子会受到绿色光线的影响,并且由于间接光照的效果,使得场景整体更明亮。同时由于房间外的阳光照射,柜子侧面会反射出太阳的暖光,只一个局部效果就可以将环境信息交代的很清楚,对比关闭全局光照来看,拟真程度更高。 全局光照 关 全局光照 开 如果上面实机演示的效果不明显,我们再来看这组图片。当我们看到第一张图的时候会感觉已经很逼真了,但是哪里怪怪的。而下图则加入了间接光源,在直接光源(阳光)照射不到的地方,得到了更好的亮度和细节表现,从而使整张渲染效果更具真实感。 没有灯光系统场景 只有直接光照的场景 最后我们抛掉所有干扰项来单独看全局光照,首先设置一个不带光照的基础场景,然后添加两个定向光源。在关闭全局光照后是上图的效果,只有直接光照,没有间接光照。 直接光照+间接光照 的场景 打开全局光照后,整个场景通过直接光照的反射,形成间接光照,进而照亮整间屋子,同时会产生间接阴影,让场景看起来更加真实。 全局光照+颜色扩散的场景 最后,间接光源的强度和颜色取决于光源与光照反射材质的基础颜色,如图中的纯红色球体,可以看到反射光照拾取红色球体的基础颜色来改变环境,这种颜色扩散,在使用高饱和度颜色处是最明显的,如果球体偏黑偏暗则会反射更少的光,因为较暗的颜色主要吸收光而不是反射光。
光线追踪半透明在游戏中并不常见,主要是设计师通常会避免此类物体出现,即使出现往往也只会给一个半透明材质,不会涉及到光追效果。 光线追踪半透明 开 光线追踪半透明 关 在同一个场景中,我们选择打开和关闭光线追踪半透明,可以发现关闭后原本应该半透明的玻璃材质变成一个发光物体。 日常中的折射 直觉上,大部分人会觉得反射和折射是相似的光学现象,但并非如此,折射除了涉及到光路的反向查询求交,还涉及了介质渲染,就像我们在水中插入一支笔,它在水下出现的位置一定会偏离于水上,这就是光线的折射。 还是以玻璃为例,我们实际上看到的玻璃背后的光线,是经历了两次折射和一次透射的,其中两次折射发生在两个介质面上(空气→玻璃;玻璃→空气),折射的角度取决于介质的相对折射率(相对折射率是指两种不同物质之间的绝对折射率的比值,只有真空的绝对折射率等于1)。 RTX效果全部打开中的玻璃杯 RTX效果全部关闭中的玻璃杯 透射则是由于介质内部并非真空,所以会选择性的吸收部分频率的光线,而吸收的比例又和介质本身的吸收率有关。除此之外,光线在材质中还会发生散射现象,而要物理正确的模拟散射,又又又需要材质内部浓度和材料分布的相关信息,可以说非常之复杂。 所以在之前的光栅化渲染中几乎不可能正确的模拟这一现象,而RTX光线追踪的出现确实让折射模拟成为了可能。光线追踪技术直接和光路绑定,并且逆转了物理过程,首先在两种材质交界的位置根据折射率生成对应方向的折射光线,然后根据材质本身的吸收率对光线进行吸收。简单来说就是以人眼(相机)出发来寻找光,并简化了一定步骤。
光线追踪反射是光追的基础功能之一,它可以真实准确的在物体表面上反射出角落和相机后的场景。 光线追踪反射 开 光线追踪反射 关 作为当年光追宣传的重点效果,相信大家都还记得《战地5》那辆熊熊火焰旁边的黑色轿车,不过作为第一代产品《战地5》中的光追效果有点差强人意,锃亮的车漆和如同镜子般的水面着实有些违反常理。 RTX效果全部打开中的 反射效果 RTX效果全部关闭中的 反射效果 另外光追反射在游戏中确实是无处不在的,镜子只是最直观最明显的,其实还有很多不规则表面和带有粗糙度的材质都可以反射,比如上图中破碎的金属球,而这在光线追踪中实现起来要方便得多。
RTXDI(RTX Direct Illumination)是目前大家还比较陌生的一项光追技术,不过这项技术原本也是主要为开发者而设计,它支持并加速了许多动态光源的直接照明和阴影的渲染。 RTX直接照明 开 RTX直接照明 关 举个例子,之前在RTX 30显卡发布会中,老黄演示了一段夜晚的Marbles场景,要知道在此前展示的技术中,即使是白天的Marbles场景都需要强大的算力才可以勉强运行。而夜晚则意味着更多灯光照明,以及更复杂的渲染。 夜晚中的Marbles RTXDI利用光线跟踪的能力来消除传统光栅化管道中常见的限制,不必受限于光的复杂性或阴影贴图的成本。场景中的所有灯光都可以动态移动、打开和关闭、更改颜色以及投射正确的阴影和照明。 手动发射的光源也被实时计算 若要启用灯光,将发射率添加到曲面的材质属性中就可以了。因此,照明的复杂性就很大程度上不会影响性能了, RTXDI就可以无缝地从一盏灯扩展到数百万盏灯。而在这一段demo场景中,用户也可以手动发射光源,而这全都被实时计算,并且对于帧数几乎没有任何影响。
下面再给大家放几个对比效果的截图,整体来说这款demo版本的场景已经比较完善了,另外我们场景的测试显卡为影驰GeForce RTX 3080 GAMER OC显卡,作为当今的旗舰显卡在性能上着实狂暴,在默认场景中RTX+DLSS整体打开的情况下约为90帧,RTX+DLSS整体关闭的情况下约为86帧,不过遇到光源或RTX效果较复杂的场景会有所降低。 另外在镜子面前,笔者将DLSS打开和关闭也做了对比,帧数为63和24,可见DLSS的强大之处,但在demo中对DLSS级别未作说明,推测为性能模式,画质这里也进行了对比。 DLSS画质对比(点击图片查看大图) 首先在镜子中的反射,可以看到打开DLSS后画面更模糊一些,整体质量有明显下降,推测可能是因为涉及到二次光追反射,在进行AI处理后让画质有了明显下降。 DLSS画质对比(点击图片查看大图) 而在整体场景中,我们可以看到远处木质结构的纹理,在打开DLSS后明显更清晰,所以综合来看,DLSS对于整体场景的帧数提升效果显著,并且经过AI处理后,部分区域的画质有所提升。 这款软件的场景还是非常有意思的,并且里边还有小彩蛋,如果你手中有RTX系列的显卡不妨亲自测试一下。尤其是刚进入场景后,屋外的阳光会模拟出一天的时间变化,非常梦幻。 (7690760) |