GDC 2018大會(huì)上，NVIDIA正式公布了RTXTechnology，這項(xiàng)技術(shù)可以讓遊戲支持實(shí)時(shí)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(xiàng)特效。
光線追蹤是現(xiàn)代電影生成或增強(qiáng)特殊效果所依賴(lài)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(yùn)用打造出了科幻史詩(shī)片中的星際戰(zhàn)士。
這種技術(shù)會(huì)使飈車(chē)場(chǎng)景令人血脈噴張，使戰(zhàn)爭(zhēng)片的火焰、煙霧和爆炸場(chǎng)景看起來(lái)像身臨其境。光線追蹤生成的影像與攝影機(jī)拍攝的影像很難區(qū)分開(kāi)來(lái)。
真人電影將計(jì)算器生成的效果與真實(shí)拍攝的影像無(wú)縫融合在一起，而動(dòng)畫(huà)電影則通過(guò)光線和陰影隱匿用數(shù)字方式生成的場(chǎng)景，力求達(dá)到攝影機(jī)拍攝般的傳神效果。
RTX演示片段
提及光線追蹤，一種很簡(jiǎn)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(guò)身，追蹤這些光束從玩家的眼睛向後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(guò)電影院的人肯定見(jiàn)過(guò)，然而除了計(jì)算器圖形領(lǐng)域的研究者，外界對(duì)該技術(shù)的了解知之甚少。但在過(guò)去，計(jì)算器硬件的速度不夠快，無(wú)法實(shí)時(shí)使用這些技術(shù)，比如在視頻遊戲中。
電影製作人可以隨心所欲地花時(shí)間來(lái)渲染單個(gè)幀，因此他們會(huì)在渲染場(chǎng)中脫機(jī)渲染。而視頻遊戲畫(huà)面轉(zhuǎn)瞬即逝。因此，人們依賴(lài)於另一種技術(shù)來(lái)處理大部分實(shí)時(shí)圖形，即光柵化。??
RTX演示片段
藉助光柵化技術(shù)，可以在屏幕上通過(guò)用於創(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(gè)三角形的角（稱(chēng)為頂點(diǎn)）與大小和形狀不同的其他三角形的頂點(diǎn)相交。每個(gè)頂點(diǎn)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，這些信息用於確定物體所朝向的表面的形式。
長(zhǎng)期以來(lái)，實(shí)時(shí)計(jì)算器圖形一直都是使用這種稱(chēng)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(cuò)，但它仍然遠(yuǎn)比不上光線追蹤所能達(dá)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(shí)世界中，我們看到的3D物體被光源照亮，且光子可以在到達(dá)查看者的眼睛以前從一個(gè)物體反彈到另一個(gè)物體。光線可能會(huì)被某些物體阻擋，形成陰影，或可能會(huì)從一個(gè)物體反射到另一個(gè)物體。
比如我們看到一個(gè)物體的圖像反射在另一個(gè)物體表面的情景。然後會(huì)發(fā)生折射：光線穿過(guò)透明或半透明物體（如玻璃或水）時(shí)發(fā)生變化的情況。
採(cǎi)用光線追蹤技術(shù)畫(huà)面
光線追蹤通過(guò)從我們的眼睛（觀景式照相機(jī)）反向追蹤光線捕捉這些效果，這種技術(shù)是IBM 的Arthur Appel於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(guò)2D視表面上每個(gè)像素的光線的路徑，並應(yīng)用到場(chǎng)景的3D模型中。?十年後才迎來(lái)下一個(gè)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，他目前就職於NVIDIA研究事業(yè)部。
隨著GPU性能日益強(qiáng)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(lái)的好處，視頻遊戲?qū)⒊蔀榇思夹g(shù)的下一個(gè)前沿陣地。NVIDIA宣布推出的NVIDIA RTX。這是一種光線追蹤技術(shù)，可為遊戲開(kāi)發(fā)者提供電影級(jí)畫(huà)質(zhì)的實(shí)時(shí)渲染。
它是NVIDIA在計(jì)算器圖形算法和GPU架構(gòu)領(lǐng)域經(jīng)過(guò)10年努力所取得的成果。它包含在NVIDIA Volta架構(gòu)GPU上運(yùn)行的光線追蹤引擎。所有這一切都有助於遊戲開(kāi)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(shí)的反射、陰影和折射。如此一來(lái)，玩家在家中玩遊戲時(shí)便會(huì)享受到更多如同電影院好萊塢大片的電影級(jí)畫(huà)質(zhì)，有更好的視覺(jué)效果及遊戲體驗(yàn)。
