GDC 2018大會上，NVIDIA正式公布了RTXTechnology，這項技術(shù)可以讓游戲支持實時光線追蹤技術(shù)、區(qū)域陰影、光照反射、環(huán)境光遮蔽等各項特效。

光線追蹤是現(xiàn)代電影生成或增強特殊效果所依賴的一種技術(shù)，比如逼真的反射、折射和陰影。正是這些效果的運用打造出了科幻史詩片中的星際戰(zhàn)士。

這種技術(shù)會使飚車場景令人血脈噴張，使戰(zhàn)爭片的火焰、煙霧和爆炸場景看起來像身臨其境。光線追蹤生成的影像與攝影機拍攝的影像很難區(qū)分開來。

真人電影將計算器生成的效果與真實拍攝的影像無縫融合在一起，而動畫電影則通過光線和陰影隱匿用數(shù)字方式生成的場景，力求達到攝影機拍攝般的傳神效果。

RTX演示片段

提及光線追蹤，一種很簡便的方法就是立即環(huán)顧玩家的四周。玩家看到的物體被光束照亮，現(xiàn)在轉(zhuǎn)過身，追蹤這些光束從玩家的眼睛向后到與光線交互的物體的路徑，這就是光線追蹤。所以，光線追蹤是大家熟悉而又陌生的技術(shù)，去過電影院的人肯定見過，然而除了計算器圖形領(lǐng)域的研究者，外界對該技術(shù)的了解知之甚少。但在過去，計算器硬件的速度不夠快，無法實時使用這些技術(shù)，比如在視頻游戲中。

電影制作人可以隨心所欲地花時間來渲染單個幀，因此他們會在渲染場中脫機渲染。而視頻游戲畫面轉(zhuǎn)瞬即逝。因此，人們依賴于另一種技術(shù)來處理大部分實時圖形，即光柵化。??

RTX演示片段

借助光柵化技術(shù)，可以在屏幕上通過用于創(chuàng)建物體3D模型的虛擬三角形或多邊形網(wǎng)格創(chuàng)建物體。在這種虛擬網(wǎng)格中，每個三角形的角（稱為頂點）與大小和形狀不同的其他三角形的頂點相交。每個頂點關(guān)聯(lián)著大量信息，包括其在空間中的位置以及有關(guān)顏色、紋理及其“正常形式”的信息，這些信息用于確定物體所朝向的表面的形式。

長期以來，實時計算器圖形一直都是使用這種稱為“光柵化”的技術(shù)在二維屏幕上顯示三維物體。光柵化技術(shù)速度快，且效果還不錯，但它仍然遠比不上光線追蹤所能達到的水平。?

光柵化陰影（左）光線追蹤陰影（右）

光線追蹤技術(shù)與光柵化技術(shù)不同。在真實世界中，我們看到的3D物體被光源照亮，且光子可以在到達查看者的眼睛以前從一個物體反彈到另一個物體。光線可能會被某些物體阻擋，形成陰影，或可能會從一個物體反射到另一個物體。

比如我們看到一個物體的圖像反射在另一個物體表面的情景。然后會發(fā)生折射：光線穿過透明或半透明物體（如玻璃或水）時發(fā)生變化的情況。

采用光線追蹤技術(shù)畫面

光線追蹤通過從我們的眼睛（觀景式照相機）反向追蹤光線捕捉這些效果，這種技術(shù)是IBM 的Arthur Appel于1969年在《SomeTechniques for Shading Machine Renderings of Solids》中首次提出的。

此技術(shù)可追蹤通過2D視表面上每個像素的光線的路徑，并應(yīng)用到場景的3D模型中。?十年后才迎來下一個重大突破。

TurnerWhitte在1979年發(fā)表論文《AnImproved Illumination Model for Shaded Display》，闡述了如何捕捉陰影和反射，他目前就職于NVIDIA研究事業(yè)部。

隨著GPU性能日益強悍，下一階段理應(yīng)是讓更多人享受到光線追蹤技術(shù)帶來的好處，視頻游戲?qū)⒊蔀榇思夹g(shù)的下一個前沿陣地。NVIDIA宣布推出的NVIDIA RTX。這是一種光線追蹤技術(shù)，可為游戲開發(fā)者提供電影級畫質(zhì)的實時渲染。

它是NVIDIA在計算器圖形算法和GPU架構(gòu)領(lǐng)域經(jīng)過10年努力所取得的成果。它包含在NVIDIA Volta架構(gòu)GPU上運行的光線追蹤引擎。所有這一切都有助于游戲開發(fā)者和其他人將光線追蹤技術(shù)應(yīng)用到他們的工作中，以創(chuàng)造更真實的反射、陰影和折射。如此一來，玩家在家中玩游戲時便會享受到更多如同電影院好萊塢大片的電影級畫質(zhì)，有更好的視覺效果及游戲體驗。