莪喜欢玩CF 却发现总是延迟很高50-100多.. 头疼! 听他们说CF设置最大预渲染游戏帧数有助于减少延迟,& 请问
温馨提示！由于新浪微博认证机制调整，您的新浪微博帐号绑定已过期，请重新绑定！&&|&&
LOFTER精选
光线追踪算法分为两种：正向追踪算法和反向追踪算法。其中，正向追踪算法是大自然的光线追踪方式，即由光源发出的光经环境景物间的多次反射、透射后投射到 景物表面，最终进入人眼。反向追踪算法正好相反，它是从观察者的角度出发，只追踪那些观察者所能看见的表面投射光。就目前而言，所有3D制作软件的光线追踪算法都是采用反向追踪法，原因是这种算法能够最大程度地节省计算机的系统资源，而且不会导致渲染质量的下降。 光棚化——“光棚化”该术语通常指目前流行的计算机三维成像渲染算法，就是指把景物模型的数学描述及其色彩信息转换至计算机屏幕上象素的过程。 使用光栅化，我们可以将几何图形转化成屏幕上的像素。Direct3D使用扫描线（scanline）的渲染来产生像素。 当顶点处理结束之后，所有的图元（primitives）将被转化到屏幕空间（screen space），在屏幕空间一个单位就是像素。点，线，三角形通过一组光栅规则被转化成像素。光栅规则定义了一套统一的法则来产生像素。光栅得到的像素一般 会携带深度值，一个RGBA diffuse 颜色，一个RGB specular 颜色，一个雾化系数和一组或者多组纹理坐标。这些值都会被传给流水线的下一个阶段像素的处理，然后注入到渲染目标（render target）。 由于实时3D渲染程序要求对用户的即时操作作出迅速反应，因此通常要求每秒20帧以上的渲染速率，这也使得高效率的“光棚化”渲染技术成为当今最受青睐的3D即时成像技术。 “光棚化”技术的渲染速度跟“辐射度”与“光线追踪”相比极快，不过由于它并非基于对物理光线的传递计算，因此对于现实中复杂的光照效果的真实模拟方面，“光棚化”就无能为力了。
需要指出的是：光线追踪并不是一项什么新鲜技术，多年来这种技术一直在离线渲染领域被广泛使用，像是电影特效的处理中，但是由于光线追踪的计算量却异常 大，所以对于3D游戏等即时渲染领域，即使使用现在PC上最强劲的常规硬件配置，绘制一帧简单的图像也需要耗费相当漫长的渲染时间，远远达不到每秒20帧 以上即时3D渲染的标准。而这也是即时3D渲染领域为何多年来一直朝“光棚化”方向发展的主要原因。 光棚化的与光线追踪优劣比
虽然光棚化的渲染速度比光线追踪快得多，但它存在的弊端也是显而易见的。下面我们就通过几个具体的例子来看一下光棚化的缺陷在目前游戏中的具体反映。
首先是目前光棚化游戏对水面效果的细节渲染，我们知道在自然界中水面由于其特性而成为极强的光线反射源，能够反射周围环境事物的光线，所以我们通常情况下 通过水面我们看到这些景物的倒影。然而由于水面的运动特性，其光线反射反射效果跟静态反射不同，周围环境物体的倒影也会随着水的运动而波动起伏，根据水面 波浪高低而不同。对于这种效果，光棚化渲染下的结果很难让人满意，比如当年海水效果让人印象深刻的《孤岛惊魂》，实际上其海面对周围环境的倒影渲染存在很 多缺陷，比如能绘制出山峦的倒影，而其他诸如树木植被、岩石、船骸、小屋等物体的倒影则完全缺失；而即使是今年画面最强的《孤岛危机》，其海面仍然无法完 全计算出周围事物的倒影。此外，水面倒影贴图的分辨率也比较低，在近距离观看的时候玩家可以清楚看到倒影边缘存在严重的失真。
棚化的另一个困扰开发人员多年的缺陷就是无法简单地实现全局光照（Global Illumination）。几乎当前所有的光棚化游戏（除了少部分最新游戏如CRYSIS外）在光影处理上都存在一个重大缺陷——那就是缺乏对“间接光 照”的表现。在这些光棚化游戏中，基本上都只有本地光照（直接光照），直接光照是一个标准的光效执行计算，其所使用的直接光照（direct light)是一个向前的直射灯，只计算被照射的部分，其他的非光照或者阴影不被计算。这种方式最大有点就是计算量少、速度快，然而得到的图像看起来很不 真实。比如当年以出色的光影效果而闻名的DOOM 3，虽然在那个年代其光影效果令玩家们印象深刻，但当时仍有很多人发现了该游戏在处理光照效果上存在一个重大缺陷：游戏中的场景处于光源之内的就“灯火通 明”，而光源之外就是“漆黑一片”，明亮区域与黑暗区域之间缺乏过渡，完全没有所谓的“半影区域”，这样整个环境看起来就显得相当生硬突兀。实际上这就是 由于DOOM 3缺乏对“间接光照”的计算所造成的，在现实环境中，光线的行程并非只局限于从光源出发然后到接收物体处结束，事实上由于自然界中的大部分物体对于光线都 存在不同程度的反射率，所以光束在到达接收物体表面之后又有一部分被反射到周围的物体上，这时光线的接收体已经变成了“环境光源”，对其周围的物体跟场景 能够产生光照效果。光线的跳转、转移使得“直接光照”以外的区域也能受到一定程度的光照，从而产生一种“半亮半影”的自然过渡区域，而这种效果正是“全局 光照”所要表现的。
光棚化算法的光影系统存在的另一个问题就是无法绘制出准确细腻的阴影效果，即使是使用目前最先进的阴影贴图算法，也需要付出很大的代价才能消除阴影边缘的失真问题。相比之下光线追踪完全没有这方面的问题。
对于上面提到的“光棚化”算法在模拟自然光照效果上存在的“先天不足”问题上,“光线追踪”为我们提供了解决之道。长期以来，光照系统通常是决定一款游戏引擎优秀与否的关键所在，因为逼真的光照效果是在电脑荧幕上构建照片级虚拟图象的基础。因此显卡界的两大龙头NVIDIA跟AMD/ATI多年来一直在如何令他们的GPU能够更为精确的模拟现实光照计算问题上绞尽脑汁，以帮助游戏开发商为他们的游戏注入更为逼真的光影特效，而双方的成果也颇为丰硕，表现相当不错。然而，目前仍然只有“光线追踪”技术才能够渲染出最接近现实、细节最细腻逼真的画面来。
实时光线追踪的进展 随着德国萨尔兰大学计算机图形小组所开发的OpenRT库的完成，光线追踪技术应用在电脑游戏的实时渲染中在理论上逐渐成为可能。OpenRT函数库是源 自萨尔兰大学的一个计算机图形小组的实时光线追踪项目，OpenRT实时光线追踪项目的目标是为3D游戏加入实时的光线追踪效果，该项目会包含以下几个部 分：一个高效的光线追踪处理核心、以及语法与目前OpenGL类似的OpenRT-API应用程序接口，客户程序员通过这部分接触之前高效的光线追踪处理核心的功能，并在游戏场景设计中调用这些应用程序接口。 萨尔兰大学除了开发出了OpenRT函数库外，还涉及了一个实时光线追踪的硬件架构——SaarCOR，SaarCOR可以实时生成3D场景中高仿正度的画面，这颗芯片可以通过目前已知的最好的算法实现光线追踪的实时特效，不过SaarCOR不能单独工作，它还是需要一点硬件资源(主要是处理器)以及会占用一小部分内存带宽。它除了可以应用在电脑游戏场景处理上之外，还可以应用在汽车、飞机表面、建筑物等产品的仿真概念图设计上。
下面我们通过一副简单的光线追踪演算示意图来看一下光线追踪算法是如何工作的： 1、首先我们设定一个虚拟的视点（比如说玩家的眼睛），然后由这个视点射出的原始光线会穿过显示屏幕上的每一个像素点。 2、计算所有光线与视点近处事物的交汇碰撞点，这在我们上面的示意图中用绿色球体来表示。 3、调用绿色球体的着色程序。 4、在该试例中，由于绿色球体模型的表面材质能够反射光线，所以在上面绿色球体模型的着色程序被调用后，着色程序会从光线碰撞点朝反光方向发射反射光线。 5、反射光线碰到物体后会实时计算出碰撞点，这就是示意图中的红色三角区域。 6、调用红色三角区域的着色程序。 7、接下来从反射碰撞点朝光源方向发射阴影射线。 8、如果在代表反射成像区的红色三角区域与光源之间有物体阻隔的话，那么就不添加任何颜色信息到红色三角区域的着色程序中，然后保存在帧缓冲中，这样描绘　　　出来就是漆黑一片的阴影效果。 9、将三角区域的颜色信息还原。 10、如果在红色三角区域与光源之间没有物体阻隔的话，那么就根据光源的属性计算出颜色值，然后添加到帧缓冲中。 以上就是光线追踪技术在OpenRT语法使用下针对一个物件的具体实例，从该设计实例中已经可以看到光线追踪的实现原理。不过需要指出的是上面实例仅是针 对单个物件，如果像指环王电影场景一样多的物件同时出现的话，那光线追踪效果的工作量是不可想象的。之前Daniel Pohl使用了多台电脑丛集(Client)并行实时渲染高分辨率下的光线追踪(Ray Tracing)实时场景正是因为这个原因，但半导体技术的进步使得单台PC的运算能力有飞跃性的提高，这也使光线追踪(Ray Tracing)走入游戏应用成为可能。
光线追踪下的QUAKE3
说到目前实时光线追踪领域的成就我们就不能不提Daniel Pohl这位年仅26岁的德国天才程序员！Daniel在读大学期间就与萨尔兰大学计算机图形小组合作，是实时光线追踪研究项目的核心研究人员。在 2004年Daniel Pohl开始了第一个光线追踪技术在电脑游戏中的应用作为其学术研究项目，他决心将光线追踪移植到一款电脑游戏中。由于卡马克的开源政策，Daniel选 择了当时非常流行的游戏Quake3(雷神之锤3)作为“手术对象”，用OPENRT对其渲染核心进行改造，令人惊讶的是在Quake3传统的光棚化渲染 上实现光线追踪居然显得出奇的简单。例如在每个像素的动态、实时阴影仅需要10行左右的代码指令来描述光线追踪的模型。光线追踪技术的加入另整个游戏的光 影效果焕然一新～～
光线追踪技术的另一项改进是你可以使用非常巨量的多边形区着色一个场景，与光棚化相似光线追踪不会对系统造成太大的负担。因此Daniel Phol在Quake3游戏场景中的墙壁上使用了非常多的多边形让墙壁更逼真，之前Quake3的墙壁只用了两个多边形来建模，而Daniel Phol则使用了5000个多边形去替代它。实际游戏中被置换的墙壁，精细的几何架构使得它从每一个角度都能被清楚的呈现。最后的结果是光线追踪技术使得 Quake3中的画面精细度提升了6倍之多，而游戏的速度仅下降到原来的3/4，这点代价看起来还是物有所值。
Daniel Phol的试验虽然证实了光线追踪移植到实时渲染领域的可行性，但雷神之锤3毕竟是个有点年代的游戏，我们不禁怀疑对于现在的游戏是否同样行之有效～～然 而Daniel Phol接下来的行动马上证明我们的当心是多余的，他将光线追踪技术移植到2005年推出的雷神新作QUAKE4上，并且同样非常简单有效，下面我们来看 一下QUAKE4中使用的光线追踪算法是如何执行的：
Daniel Phol在QUAKE4中用光线来做碰撞检测，这实际上跟游戏中武器的命中检测算法是同一原理，武器命中检测通过一束光线来决定目标是否中弹，而光线追踪算法则通过射线做碰撞检测来获取渲染所需的颜色值。 这种简单高效的实现方法再次证明实时领域的光线追踪所需要的软件条件已经满足，那硬件方面的条件有如何呢？接下来我们就一起来看下硬件在实时光线追踪方面，这两年又取得什么样的进展～～
光线追踪加速器——RPU首先仍然是在实时光线追踪领域倾注了大量心血的德国Saarland大学SaarCOR研究小组，他们在2005年的SIGGRAPH上展示了第一个实时光线追踪加速硬件——RPU（Ray Processing Unit）！！RPU跟GPU一样都是完全可编程架构，能够提供对材质、几何以及光照等的实时编程支持。RPU除了具有传统GPU的高效性外，最引人瞩目的就是支持光线 追踪计术。其使用的指令集跟GPU一样，因此也能够对着色器程序做最佳化处理。此外由于集成了专用的硬件单元，RPU可以支持高速光线跟踪算法跟递归函数 调用，对于递归光线追踪算法同样行之有效。为了提高执行效率，RPU通常将4束光线打包处理，同时多线程计术的支持也保证了硬件资源的高效利用。
SaarCOR在SIGGRAPH2005展示的RPU原型机采用FPGA计术制造，核芯频率运行在66MHz，内存带宽也只有350MB/s，但是得益于特别设计的专用架构，其性能可以跟P4 2.6G的CPU跑OpenRT软件光线追踪的性能相媲美。这样的性能充分体现出RPU架构在处理光线追踪方面的高效性，我们可以想象要是使用当今高端的ASIC计术来制造，RPU可以到达什么样的恐怖性能？！ 要知道NV当时的高端GPU可是具有RPU原型机23倍的浮点运算能力以及100＋倍的带宽！！更令人兴奋的是，由于光线追踪特别适用于平行处理的天生特 性，RPU可以像CPU一样采用多核芯架构，原型机可以搭配不同数量的FPGA芯片，比如两片FPGA就可以提供双倍于单FPGA的运算能力，而 SaarCOR试验室已经测试过4FPGA的原型机～～
CELL/PS3的妙用？
就在SaarCOR展示了RPU之后不久，这个研究计划的人员接触到了IBM德国的技术人员，获得了一台拥有一枚CELL处理器的工程样机。在IBM技术人员的协助下，SaarCOR在短短两周的时间里就在这台机器上 实现了全屏的实时光线追踪渲染效果。SaarCOR的研究人员目前已经在Cinema-4D上以插件方式实现了实时光线追踪。golem还透露了另外一个 鲜为人知的消息，那就是SaarCOR其实获得了NVIDIA 2.5万美元的赞助，之前的FPGA原型其实就是在NVIDIA资助下进行的。
接着在PS3面世后，又有德国人利用三台PS3合作完成了实时光线追踪，并且在YOUTUBE上放出了演示视频。画面中汽车的阴影都是实时渲染出来的。据 悉，演示所用的iRT(智能光线追踪)代码是根据IBM Cell SDK 2.0开发包在Linux系统下写成的，而且只需要一个Cell SPE处理器核心就能运行，无需动用Cell PPE核心和RSX图形芯片。这样看来CELL似乎有被用来实时处理光线追踪的潜力，而PS3也多了另一个用途，虽然显得有点旁门左道、不务正业：）可惜IBM对实时光线追踪领域似乎 不感兴趣，而PS3实际在处理光线追踪上也存在许多问题，据悉目前用PS3处理光线追踪一般有两种做法，SPE作为ray tracing的每个stage，拥有不同的kernel，以及SPE上运行相同的ray tracing kernel，处理屏幕上不同的像素。第一种方法问题在于难以平衡每个stage中的load balance，避免stall，设计方面将会无比复杂；第二种方法头疼的地方在于每个SPE都要任意存取整个场景的几何数据，这显然不是256KB LS能放的下的，所以需要设计一个software cache做法来掩盖讨厌的DMA操作，所幸相近的像素之间对于场景数据的coherent是相对较大的，所以software cache的命中率也会较高，再加上软超线程的做法——把cache miss后的SPE转去处理其他已有现成场景数据的像素，等它所需要的数据异步DMA到达之后，再处理之。总之离实用还有很长一段路要走，特别是配套软件 与开发工具方面…………
其实无论是RPU也好，CELL也好，如果空有强大的性能而缺乏公司将其商业化，那么该产品始终无法面世。因此对于实时光线追踪的未来，我们不能寄托于上面两款硬件～～那么谁才能够将RayTracing真正推向实时领域呢？？业界巨鳄Intel的新野心早在2006年，人们就惊奇的发现在英特尔的网站()上，一个名为“视觉运算部”(Visual Computing Group，简称VCG)的部门公布了一条招聘广告，这则招聘广告是这样说的：“我们专注于开发基于多核架构的独立图形产品，针对的是高端客户平台”。这则消息在当时引起了极大的轰动，因为这意味着INTEL这条业界巨鳄将重返硝烟四起的独立显卡战场，彻底打破AMD/NV双雄争霸的局面，一个三国鼎足的显卡时代呼之欲出～～ 说INTEL“重返”独立显卡市场是因为早在1998年那个百家争鸣的独显战国时代，INTEL就应景推出了一款独立显卡——I740。这款产品是但是跟 Real3D合作的产物，性能方面象素填充率为55MPixels/s，三角形生成速度为500K Trianglws/s，203MHz的RAMDAC，并支持AGP2X和DVD解压，同时支持平行资讯处理、精准像素描插补等特性。尽管i740的2D 速度一般，但它的3D性能在当时还算不错。其中Intel原厂i740显卡做工十分精美，并且一度被大家称为首款采用风扇散热的民用级显卡。
鉴于Intel的巨大影响力，很多厂商生产了采用i740芯片的显卡，价格也相对便宜，因此也红极一时。后来，Intel将i740集成在810整合芯片组内， 之后Intel又在i740的基础上生产了i752，不过由于各大竞争对手的3D显卡性能在性能跟画质上都更加出色，相比之下，Intel的产品只有速度 还说的过去，其对当时流行的3D特效支持不足导致画质明显不如其他竞争对手的产品，因此i752最终没能延续i740的雄风，基本没上市，其技术直接投入 到了整合芯片组中去。
此后Intel专注于整合显卡领域，再也没有推出过独立显卡，i740成了Intel独立显卡的绝唱。在整合显卡市场上，Intel凭借着业界领袖的强大 号召力，以及其芯片组的市场覆盖率，一直把持着最重要的位置。从全球显卡市场的出货量来看，Intel虽然没有消费级独立显卡，但是却占据了整合显卡市场 的半壁江山，NV跟ATI/AMD只是表面看起来很风光而已……如今Intel重返独显市场，显然将进一步加速GPU的竞争，NV跟ATI/AMD也将面 临更加严峻的考验～～
自从Intel将重返独显市场的消息不胫而走之后，网上各种小道消息便开始络绎不绝，先是传Intel将收购NVIDIA，之后又是各大显卡厂商宣传 Intel正在主动拢络各大AIC，无奈该产品却始终犹抱琵琶半遮面，直到去年秋季IDF上，Intel才最终解开了这款产品的神秘面纱～～Larrabee，光线追踪显卡？！在去年的秋季IDF上，Intel正式解开独立显卡——代号“Larrabee”的神秘面纱，Larrabee隶属于其万亿次运算项目（Tera- scale），也将是Intel的第一款实用级万亿次运算处理器，其处理能力将“大大超过”一万亿次浮点每秒；根据Intel首席构架师Ed Davis的演示文稿，Larrabee基于可编程架构，主要面向高端通用目的计算平台，至少有16个核心，主频1.7-2.5GHz，功耗则在150W 以上，支持JPEG纹理、物理加速、反锯齿、增强AI、光线追踪等特性。Larrabee目前定于2010年推出，但有可能在2009年就提前露面。
根据Intel高级副总裁Pat Gelsinger的说法，Larrabee是一种可编程的多核心架构，不同的版本会有不同数量的核心，并使用经过调整的x86指令集，性能上将会达到万 亿次浮点运算级别。英特尔认为Larrabee的并行处理器模式是未来图形发展的一个趋势，其将简化每个单元的开发，而且可以根据需要来添加和删除模块， 使得高中低档产品之间的性能差异更加明显，Larrabee基于x86的体系架构，因此编程等就来的非常方便，这对于程序员来说是一个天大的好事，加上英 特尔效率超高的x86编译器，这种图形芯片一点在优化的程序下运行，将体现出极高的效率。
作为Tera-scale项目中的一员，Larrabee不仅仅局限于应用消费级显卡。Larrabee计划是英特尔规划中的基于IA架构的、具备大规模 并行处理能力的可编程体系结构。它可以使用现有的软件工具进行编程，加速科学计算、识别、采矿、合成、虚拟化、金融分析以及医学计算等高性能计算应用。尽 管英特尔一再强调Larrabee基于传统的x86架构，与竞争对手AMD和NVIDIA的GPGPU（General Purpose Computation on Graphics Processors）技术不同，但仔细分析他们的性能特点、应用领域，就不难发现Larrabee其实是在AMD和NVIDIA双重压力下推出的应对策 略。目前Intel并未给出Larrabee详细的架构资料，对于Larrabee的更深更全的分析也不是本文要分析的内容，我们更加关心的是 Larrabee在实时光线追踪领域的表现～～而这方面也正是Intel在秋季IDF上大力宣传的卖点之一！说到这里，必须补充一下的是，前面我们介绍到 的实时光线追踪界的先锋牛人Daniel Phol已经在去年给Intel收至麾下，正式加盟其“视觉运算部”，由此可以看出Intel决心令实时光线追踪成为现实。Intel实时RT最新成果展示由于天生的CPU传统架构血统，Larrabee特别适合用来计算光线追踪，在IDF 2007的计术演示中，Intel也特意大张旗鼓地宣传Larrabee在实时光线追踪领域所取得的最新成就。从上面的演示宣传PPT中我们可以清楚地看 到光线追踪为3D游戏带来的好处：基于物理特性的实时反射、衍射以及物体的物理性精确投影都将在光线追踪的运算下得到最精细的表现，玩家将可以期待真正电 影级画面时代的到来，而再也不用去忍受光棚化下的虚假影子、反射等特效～～～
另一个激动人心的地方就是光线追踪可以大大提高开发人员的效率，因为光线追踪程序本身很容易编写，而且算法也和那好理解，为光线追踪引擎添加特效也非常简 单快捷，开发人员再也不用为了在光棚化下更高效地实现某一特效而绞尽脑汁；也不用为了让避开光棚化编程上的限制而千方百计去取巧（trick）…………不 过这种好处可能不会在短期内得到体现，因为市场上很长一段时间里仍然是以光棚化硬件为主导。
光线追踪相比光棚化的另一大优势就是具有极高的平行度，这是在因为光线追踪渲染中，屏幕上每一个象素都对应一束光线，因此假如渲染一幅640×480的图 象，就需要大概30万束光线，而没一束光线都可以被独立运算，这就意味着可以将图象分割成为多个部分，分别交由每个核芯处理，每个核芯都可以全力计算自己 的图象颜色值而不必收到其他核芯的互相影响，比如4核的Larrabee就可以将画面一分为四，这样效率就可以达到单核的四倍！！！光线追踪的这种特性也 因此特别适合Tera-Scale的产品，特别适合多核化的趋势。
在Intel演示的16核模拟系统中，QUAKE4光线追踪的FPS是单核系统的15倍多，如今的电脑程序应用很少在平行度上很少有能够跟光线追踪相媲美的 Intel用局域网分布式系统将四套四核系统连接起来来模拟16核系统的渲染效能，其结果相当令人满意，16核的性能达到单核的15.2倍。测试所用的分 辨率为，并非我们使用的常规分辨率。不过这套系统被没有在IDF中实际演示，只是给出一组数据供我们参考。正在实地演示的是一套双核×4的系统，从上面截图我们可以清楚看到任务管理器里显示八个核芯都在全速运行，演示程序是QUAKE4中的一张地图，注意整个画面的渲染工作全部交由CPU来完成，在这里GPU的作用只是将最终渲染出来的画面传给显示器，仅此而已！！
为了证明屏幕上演示的确实是即时DEMO而非预先录制的录像，Intel特意将镜头拉远让我们可以清楚看到整个地图的结构，由此也证明的确是即时渲染的画面。
上图Daniel Pohl站在演示着预先录制的高分辨率录像的大荧幕前面，因为分辨率实在是太高了，不是目前硬件所能够即时演算出来的，因此只能采用离线渲染在录成录像的 方式，以此像我们预告未来光线追踪游戏能够达到什么样的画质～～～小编认为这种画面我们还需要在等多几年才行～～～ 光线追踪的更多优势上面谈到的都是光线追踪为画质带来的好处，说白了就是PC游戏画面更加YY就是今天我们强推光线追踪的最大原因，然而事实上除了提升画质外，光线追踪还能为业界带来其他好处。 就像我们前面所说的，光线追踪的渲染工作量大小完全取决于渲染象素量，因此具有极高的可伸缩性，硬件性能也将根据分辨率的增减按比例比率升降。未来的便携 式游戏机比如下一代的索尼PSP获任天堂的DS都可以采用光线追踪硬件，这样由于屏幕小分辨率低，所需要的运算量也相应大幅度降低，这样电视游戏机或PC 游戏若推出便携式平台版本就不用降低画质，只需要将分辨率降低即可大幅降低运算量，这样开发人员就无需去为不同硬件调节画质而伤神，大大提高了效率。上图 显示了可以在下跑出30FPS的硬件在256×192(DS的分辨率)下这可以将帧数提高到563，当然DS不可能拥有如此强劲的处理 器，我们只要求DS能够在256×192下跑出30FPS就可以了，光线追踪这种高度可伸缩的柔韧性让跨平台游戏的开发变得异常轻松～～～
我们还有一个画质上的疑问，那就是光棚化下的抗锯齿（AA）与贴图过滤效果在光线追踪下又如何呢？对此Intel给了我们满意的答复：光线追踪下不仅可以 实抗锯齿而且将比目前NV/AMD光棚化下的AA算法更加高效。通常3D画面里物体边缘之所以产生锯齿状失真是由于象素交接线处的颜色值差异加上无法柔和 混合所造成的，目前光棚化下最流行的MSAA（多重采样抗锯齿）通过对模型边缘的象素进行采样处理来消除锯齿状失真。如今利用光线追踪我们也可以对画面进 行抗锯齿处理，其原理简单地说就是从视点对屏幕上的每一个象素发射一束光线，然后检测对比每个象素于周围象素颜色值的差异，假如差异值达到某一预设阈值， 渲染引擎就会知道该部分将产生锯齿状失真，这时颜色值就可以按程序员预先设定数值进行混合从而达到“抗锯齿”效果。
除了上面介绍的算法外，光线追踪还有好几种其他的AA算法可以采用，其共同的目的就是为了尽量避免做AA时产生的无效计算以节省CPU/GPU宝贵的运算资源，这也是目前NV/AMD不断改进他们光棚化AA算法的目的。 当前光棚化GPU的另一项必不可少的特性就是贴图过滤，因为只有经过贴图过滤处理的画面才能给与玩家最清晰的贴图效果。同样，光线追踪也可以轻松实现该特 性，目前Daniel Pohl用一种称为“光线微分”的算法，再加上一些简单的算术运算就可以实现贴图过滤效果。通过测量过滤pass所发出的两束光线间的夹角，光线追踪引擎 可以得知贴图的远近程度，再根据视点的位置来判断哪些贴图需要过滤处理，比如对视点内的贴图进行过滤处理，而对不可见的贴图就不用浪费宝贵的硬件资源，这 样就可以为玩家提供兼顾性能与质量的最佳游戏体验！！ 实时RT当前面临的挑战与未来展望虽然通过上面我们展示的光线追踪技术的种种优势，我们毫无疑问热切期盼着实时光线追踪时代的到来，然而就目前来看，这样的愿望还有点为时过早，光线追踪要想全面终结光棚化还得跨过两道门槛才行～～ 首先仍然是老生常谈——硬件问题。目前实时光线追踪的软件条件是基本达标，但是光线追踪硬件的性能还有待提升，目前最强的4核Kentsfield也只能 在256×256下勉强“实时演算”，前面Intel给出的16核成绩也令人很无奈。根据Intel跟Daniel的说法，要用光线追踪想渲染出达到现代 游戏的画面质量，同时跑出可流畅运行的帧数，每秒需要计算大概10亿束光线！！！这个数字包括每帧每象素需要大概30束不同的光线，分别用来计算着色、光 照跟其他各种特效，按照这个算式，在这样的入门级分辨率下，一共有786432个象素，乘以每象素30束光线以及每秒60帧，我们就需要 每秒能运算141.5亿束光线的硬件…………或许各位对这个数字很难理解，这里举个例子供对比参照，Intel的双Clovertown服务器系统在附加 处理三线过滤的时候大概每秒能运算830万束光线～～想必各位对前面的数字因该有个大概认识了吧-0-不过，对此Intel倒是蛮乐观，据他们的实时光线追踪小组预测，能够渲染出“现代游戏效果”的硬件将在未来两年内诞生，也就是说，到那个时候，我们或许 就可以看到一款完全基于光线追踪的游戏引擎～～当然很可能是由Intel推出，因为没有游戏厂商愿意冒这么大风险去抢滩过渡～～ 就算过得了硬件这一关，光线追踪还要接受传统光棚化GPU的PK，这个挑战甚至会比硬件更加难对付。沿用了10来年光棚化架构已经非常成熟，加上现代 API跟GPU的可编程性也越来越强大，开篇提到的全局光照GI效果，通过辐射度算法现在的GPU也可以在“视觉效果”上实现，而DX10.1已经引入批 量cube map计术，支持该技术的硬件更是可以实现物理上的GI～～总而言之，随着GPU的不断进步，光棚渲染正逐渐缩短与光线追踪之间的差距。
另外，任何技术都有其缺陷，光线追踪也不例外。目前光线追踪技术的问题在于只能做即时演算，原本光棚化下许多可以大量节省不必要硬件开销的预渲染计术在 RT下完全不可用，这对于宝贵硬件资源来说将造成不可估量的损耗。目前这个关于这个话题仍在讨论，业界也出现了一些很有前途的解决方案，但我们仍需要等待 这些解决反案的进一步成熟，同时光线追踪技术本身也需要进一步完善自身。这些行业上的发展让我们看到了其广泛应用的曙光，但我们目前还需要与“和平”的心 态对待现阶段的情况相信随着随着Intel、AMD这些通用处理器制造厂商的努力（其实从NV赞助RPU的研究举措来看，很明显NV实际上也在做实时RT 的准备），终有一天光线追踪技术会走进游戏，让虚幻变真实。
阅读(169)|
用微信&&“扫一扫”
将文章分享到朋友圈。
用易信&&“扫一扫”
将文章分享到朋友圈。
历史上的今天
loftPermalink:'',
id:'fks_094067',
blogTitle:'光棚化时代终结者？！实时光线追踪前景展望',
blogAbstract:'光棚化与光线追踪概述经常光顾本站的大多数看官应该对“光线跟踪”技术不陌生，对于“光线追踪（Ray Tracing）”与目前3D游戏中所使用的“光棚化（Rasterization）”渲染技术之间的区别应该也有所了解。下面我们先来看一下网络百科全书对“光线追踪”跟“光棚化”两个术语的有趣定义： 光线追踪——“光线追踪”是一种源自几何光学的通用技术，它通过追踪与光学表面发生交互作用的光线，得到光线经过路径的模型。它通常被用于摄像机镜头、显微镜、天文镜以及望远镜等光学',
blogTag:'',
blogUrl:'blog/static/',
isPublished:1,
istop:false,
modifyTime:6,
publishTime:3,
permalink:'blog/static/',
commentCount:0,
mainCommentCount:0,
recommendCount:0,
bsrk:-100,
publisherId:0,
recomBlogHome:false,
currentRecomBlog:false,
attachmentsFileIds:[],
groupInfo:{},
friendstatus:'none',
followstatus:'unFollow',
pubSucc:'',
visitorProvince:'',
visitorCity:'',
visitorNewUser:false,
postAddInfo:{},
mset:'000',
remindgoodnightblog:false,
isBlackVisitor:false,
isShowYodaoAd:false,
hostIntro:'',
hmcon:'0',
selfRecomBlogCount:'0',
lofter_single:''
{list a as x}
{if x.moveFrom=='wap'}
{elseif x.moveFrom=='iphone'}
{elseif x.moveFrom=='android'}
{elseif x.moveFrom=='mobile'}
${a.selfIntro|escape}{if great260}${suplement}{/if}
{list a as x}
推荐过这篇日志的人：
{list a as x}
{if !!b&&b.length&0}
他们还推荐了：
{list b as y}
转载记录：
{list d as x}
{list a as x}
{list a as x}
{list a as x}
{list a as x}
{if x_index&4}{break}{/if}
${fn2(x.publishTime,'yyyy-MM-dd HH:mm:ss')}
{list a as x}
{if !!(blogDetail.preBlogPermalink)}
{if !!(blogDetail.nextBlogPermalink)}
{list a as x}
{if defined('newslist')&&newslist.length&0}
{list newslist as x}
{if x_index&7}{break}{/if}
{list a as x}
{var first_option =}
{list x.voteDetailList as voteToOption}
{if voteToOption==1}
{if first_option==false},{/if}&&“${b[voteToOption_index]}”&&
{if (x.role!=&-1&) },“我是${c[x.role]}”&&{/if}
&&&&&&&&${fn1(x.voteTime)}
{if x.userName==''}{/if}
网易公司版权所有&&
{list x.l as y}
{if defined('wl')}
{list wl as x}{/list}
说的太好了，我顶！
Copyright & 2014 www.51yue.net Corporation, All Rights Reserved
Processed in 0.0311 second(s), 3 db_queries,
0 rpc_queries