為何《戰(zhàn)地5》光線追蹤不能讓人滿意？這篇訪談告訴你很多

外媒測(cè)試的《戰(zhàn)地5》基準(zhǔn)性能跟開(kāi)啟光線追蹤的性能已經(jīng)有很多，今天要來(lái)談?wù)劦氖谴蠹叶己苁煜さ腅urogamer。他們之前在測(cè)試《戰(zhàn)地V》光線追蹤性能的時(shí)候有談到很多細(xì)節(jié)，比如說(shuō)性能部分，我們都知道盡管現(xiàn)在能跑光線追蹤的顯卡就三款：RTX 2070、RTX 2080、RTX 2080 Ti，但很明顯他們還有性能優(yōu)化的空間，這方面Eurogamer在最近的文章中有談到很多，而且還邀請(qǐng)來(lái)自EA DICE的工程師Yasin Uluda來(lái)談到很多性能優(yōu)化的問(wèn)題。

比如說(shuō)在這次的這篇文章當(dāng)中，Eurogamer就提到在很多時(shí)候，游戲因?yàn)楦鞣N錯(cuò)誤會(huì)渲染出遠(yuǎn)遠(yuǎn)比實(shí)際需要的多得多的光線，再加上其他的問(wèn)題，所以會(huì)對(duì)性能有較大的負(fù)面作用，比如說(shuō)包圍盒（Bounding Box）錯(cuò)誤而造成的性能流失，或是因?yàn)榭善茐牡匦蔚匿秩?，或者是特定位置營(yíng)造的假的上帝光（God Rays）、特定類型的植被都會(huì)造成性能的不必要流失，讓游戲渲染比實(shí)際需要的多得多的光線（Rays）。所以在不同的地圖會(huì)有不同的表現(xiàn)，比如說(shuō)沙地、泥土、雪地、巖石覆蓋較廣的地圖表現(xiàn)會(huì)稍高，但是在較為復(fù)雜的地圖，比如說(shuō)我們測(cè)試的鹿特丹地圖，性能就會(huì)受到稍大的考驗(yàn)。

這次跟Yasin Uluda?的談話內(nèi)容首先開(kāi)場(chǎng)就是比較硬核的問(wèn)題，看原文都需要稍花些時(shí)間才能理解。首先開(kāi)場(chǎng)的問(wèn)題是，目前不用的四種光線追蹤選項(xiàng)：低、中、高、特高分別有哪些區(qū)別，而答案是這樣的：

Low: 0.9 smoothness cut-off and 15.0 per cent of screen resolution as maximum ray count.

Med: 0.9 smoothness cut-off and 23.3 per cent of screen resolution as maximum ray count.

High: 0.5 smoothness cut-off and 31.6 per cent of screen resolution as maximum ray count.

Ultra: 0.5 smoothness cut-off and 40.0 per cent of screen resolution as maximum ray count.

大家可以看到，四種選項(xiàng)最大的區(qū)別是前面的smoothness cut-off，還有后面的ray count。這里我理解的是這樣。喜歡研究圖形學(xué)的讀者們應(yīng)該知道，圖形渲染跟現(xiàn)實(shí)的物理、數(shù)學(xué)是脫不開(kāi)關(guān)系的，所以游戲畫面中看到的反射畫面、光線投射的背后都是復(fù)雜的積分公式，通過(guò)它們來(lái)定義物體的表面材質(zhì)，并以此來(lái)定義反射情況，最典型的就是表現(xiàn)光滑程度，之所以我們以前總是會(huì)覺(jué)得虛幻引擎3會(huì)表現(xiàn)比較黃、比較油，就是表面的材質(zhì)定義有問(wèn)題。

這里的前半句描述的smoothness cut-off就是指光滑程度，也就是用系數(shù)來(lái)描述光滑程度，0.9就是指那些比較光滑的表面，例如玻璃、鋁合金、銀，而如果有0.1的話，就應(yīng)該是指巖石、水泥、石灰這些表面粗糙、很難反射的物體。而后半句則是描述分辨率與光線的關(guān)系，比如說(shuō)1920*1080，簡(jiǎn)略來(lái)看就是200萬(wàn)像素，如果是1：1，或者是100%定義話，就是每像素對(duì)應(yīng)一道光線，則同屏需要200萬(wàn)以上的光線，而15%則就是采集屏幕分辨率15%的光線，所以簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，特高畫質(zhì)對(duì)應(yīng)的是最繁多、最復(fù)雜的反射情況，而且需要繪制最多的光線，而反過(guò)來(lái)，低畫質(zhì)則是對(duì)應(yīng)最簡(jiǎn)單、最少量的反射情況，而且需要繪制的光線最少。

但盡管如此，目前《戰(zhàn)地V》還是有使用不少不錯(cuò)的性能優(yōu)化技術(shù)的，比如說(shuō)目前使用的Super Tiles，這是一種可以幫助實(shí)現(xiàn)重新指令光線的技術(shù)，這技術(shù)描述起來(lái)有點(diǎn)復(fù)雜，說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)就是利用相似的位置，能夠繪制類似的光線、三角形，對(duì)于材質(zhì)緩存跟指令緩存都很友好，所以應(yīng)該是一種減輕工作量的技術(shù)，尤其是對(duì)RT Core這種硬件級(jí)的加速核心很友好。另外還有一些優(yōu)化光照性能（Lighting Performance）的技術(shù)，能夠?qū)⒉煌墓庹?、立方貼圖做成類似方格坐標(biāo)的架構(gòu)，所以非陰影光照、陰影光照、箱式立方貼圖（Box Cubemaps，我其實(shí)不知道怎么翻譯），至于這樣有怎樣的效果沒(méi)有具體說(shuō)，但最后就是會(huì)處理信息快一些。此外還有NVIDIA提供的“Variable Rate Ray Tracing”。

關(guān)于未來(lái)的性能優(yōu)化安排，看起來(lái)EA DICE自身是知道問(wèn)題所在的，但很多技術(shù)看起來(lái)都相當(dāng)復(fù)雜。