​实时光线追踪技术到底是什么？光追值得让你升级RTX 光追显卡吗？

实时光线追踪技术到底是什么？光追值得让你升级RTX 光追显卡吗？

“实时光线追踪”在显卡和游戏领域的正式运用，至今已经快要接近两年的时间了，自从NVIDIA RTX 20系列显卡正式发布并宣布支持“实时光线追踪”技术以来，越来越多的游戏大作也加紧步伐，在游戏中实装了光追画面技术，玩家们也得以在光追游戏中真实感受到了这个划时代的光追技术。

不过这么长时间过去了，玩家们对于“实时光线追踪”很多人还存在疑问，什么是“实时光线追踪技术”？为什么光追画面更加逼真？

“实时光线追踪”讲起来比较复杂，涉及到很多光线物理原理和数学计算公式等等问题，我们不必深究，只需要知道它简单的工作原理就行了。

第一个问题：什么是实时光线追踪？

光线追踪最重要的在于“光”，光是自然界中比较复杂的存在，我们肉眼看到的任何一个场景，都是光源发出的光线经过场景中的反射、折射、漫反射等等最终进入人眼中成像的画面，不同的材质，不同的角度，反射、折射的光线最终进入人眼成像都不一样，这就构成了这个世界我们所见的不同的风景，所以视觉是上天赋予的最好的恩赐，神说，要有光！

“光线追踪“是一种模拟真实光线弹射路径渲染成像的技术，标准化的光线追踪 （并非NVIDIA RTX光线追踪技术 ）是以场景中的光源为起点，进而追踪光源产生的光线与场景中的物体表面以及光线与光线之间反射、折射等复杂交互关系的过程。

但由于光线的复杂性，标准化的光线追踪目前实现起来非常困难，因为需要追踪无数多的光线照射在物体表面，通过反射、折射、漫射等途径进入最终的“摄像机”成像的过程，消耗的计算力是无法想象的。

NVIDIA RTX 20系显卡的实时光线追踪技术以及目前绝大多数影视特效画面中运用到的光线追踪技术采用的都是逆向光线追踪思维，简单来说就是：“摄像机”镜头为出发点，发出一定量的光线，投射到场景中的三维物体上，在三维空间中进行反弹，折射，并根据这个物体本身的一些材质属性，光线路径等信息，计算出这个物体最终呈现在画面中每一个像素点的成像信息，这样就大大降低了光线追踪的数量和计算难度。

这就是NVIDIA RTX 20系列显卡的“实时光线追踪”技术！

第二个问题：为什么光追画面比传统的游戏画面更加逼真？

游戏画面发展的最终目标就是无限逼近于真实，经过这么多年的发展，游戏画面的进步非常快速，很多3A单机游戏大作的画面都堪比电影级，“实时光线追踪”技术的到来，让游戏画面进入了下一个更加逼真的时代。

扯远了，回归到主题，传统的游戏画面和实时光线追踪画面的区别在哪里呢？为什么实时光线追踪的画面会更加逼真？

简单说就是：传统游戏里的画面中各种光线反射都是程序员预先写好的，而“实时光线追踪”的画面光影成像是通过光线追踪技术实时追踪画面中光线折射反射等路径信息渲染成像的。

举个比较简单的例子，游戏中一面镜子，传统的游戏画面镜子里的成像是程序员预先设定好的，是什么样就是什么样，如果程序员懒，没有在镜子中设计画面，那么你看到的就是一面不会成像的“假镜子”。 而“实时光线追踪”技术却可以实时计算光线追踪成像，在镜子中呈现出更加接近现实中镜子成像的画面，所以，实时光线追踪技术画面比传统游戏画面更加逼真。

虽然从 NVIDIA RTX 20系列显卡到来，实时光线追踪正式进入玩家们视野已经两年了，但是这个技术在并没有引起玩家们的轰动，有玩家觉得光追是一个噱头，也有玩家觉得光追是一个鸡肋的技术，甚至有玩家觉得光追反而会影响显卡本身的性能？

那么最后一个问题就来了：“实时光线追踪”它真的不香吗？

光追对比的画面，想必大家看过很多了，或许很多玩家已经亲自进入游戏体验过了，之所以“实时光线追踪”技术并没有想象中那样在游戏和玩家中掀起惊涛骇浪，究其原因，光追带来的画面提升，仅仅只是更加逼真的光影提升，而相对于分辨率提升，游戏帧数提升给玩家们带来的体验则更加的直接，720P分辨率画面，直接提升到4K画面，那种直接的画面提升带给玩家的感受更加的直观。所以，光追带来的画面提升就会显得有些鸡肋了，所以很多玩家才会觉得光追是一个可有可无的技术。

就算如此，并不代表“实时光线追踪”技术就是一个鸡肋，相反，光追技术正是下一个游戏画面革新时代的重要元素，游戏画面的最终进化目标是更接近现实，带来更深度的沉浸游戏体验，而光追正是让游戏画面更接近现实的重要技术。

但是就目前而言，RTX 20系列显卡虽然是目前唯一从硬件层面支持光追的显卡，但是这也只是第一代，后续还有更大的光追优化空间；而游戏方面，虽然近两年来越来越多的游戏加入光追的行列，但是其实光追的画面效果里玩家们期许还有差距。

无论是从显卡硬件方面，还是游戏支持方面来说，未来的光追技术还有很长的一段路要走，而这段路需要显卡硬件厂商，游戏厂商以及玩家们一起走下去！