中关村在线极速鲨课堂72:光线追踪细分类 哪个没用?


光线追踪自RTX系列的显卡推出之后 , 一直是NVIDIA和各大媒体着重宣传的功能点 , 而对于大部分玩家来说 , 光追的效果似乎并没有那么大 , 对比也没有那么明显 。 本次笔者就以最新的国产游戏《光明记忆:无限》benchmark软件来带大家看一下各种光线追踪特效的详细效果 。
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另外光线追踪在我们的理解中大致只分为反射、阴影、环境光遮蔽这三种效果 , 但随着软件技术成熟以及硬件性能的突飞猛进 , 更加真实的光追特效被加入到了游戏中 , 下面我们来简单举例说明 。

  1. 光追焦散(ray traced caustics)
  2. 光追折射(ray traced refractions)
  3. 光追反射(透明及不透明表面)(ray traced reflections on translucent & opaque surface)
  4. 光追阴影(ray traced shadows)
  5. 光追环境光遮蔽(ray traced ambient occlusion)
  6. 光追多层透明(ray traced order-independent transparency, OIT)
我们先来看一看每种光追效果在游戏中的应用是什么样子的 , 再将这些效果进行“难度”分类:
01 光追焦散
焦散效果是光线经光滑金属或透明物体表面反射/折射后 , 产生汇聚或发散 , 形成新的光源照亮周边的其他物体 。
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玻璃产生焦散 (左)/无焦散 (右)
焦散是更为真实的光追效果 , 在上方的破碎玻璃中 , 由于光线照射到玻璃瓶 , 玻璃瓶产生焦散 , 可以让下方的水面产生投影 。
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玻璃碎片产生焦散 (左)/无焦散 (右) 图中展示的装甲表面为可反光金属材质 , 焦散现象表现为面罩及肩甲部位的其他物体投影 , 放大后面罩部位尤其明显 。
焦散是指当光线穿过一个透明物体时 , 由于对象表面的不平整 , 使得光线折射并没有平行发生 , 出现漫折射 , 投影表面出现光子分散 , 俗称水光 , 波光粼粼的现象 。
02 光追折射
同常见的反射效果相比 , 折射效果更加难以模拟 , 当光线经过透明物体时 , 会发生多次折射和全反射 , 因此需要进行多次光追才能得到完整的效果 。
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3 次折射(左)与 6 次折射(右) 上图中显示了玻璃瓶的折射效果:开启了3次光线反弹的折射无法表现透明玻璃的质感;反弹增加到6次后 , 可以观察到完整的折射效果 。
03 光追反射
透明表面上的反射:在没有光追透明表面反射的情况下 , 大面积的玻璃难以找到合适的材质来表现 。 而在现实中 , 我们看到玻璃往往是因为有反射的存在 。
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玻璃窗上的透明反射 上图中可以看到光追反射在透明表面上的效果 。 光线的反射也是目前游戏中光追效果应用最多的现象 , 这种效果的反差对比强烈 , 也是最容易体现光线追踪的 。
多次反射:在很多情况下 , 单次反射不能产生完整的效果 , 需要二次或者多次反射才能完成 , 常见于汽车反光镜 , 或者近距离的镜子中 。


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