手机芯片上“光线追踪”真的有须要吗？

今早我梦醒了坎

作为一名曾非常痴迷于刷机解BootLoader锁获取root举行超频的手机硬件爱好者，近来看到“机圈”发生的事变，让我再次有了和刚听说手机也能像电脑一样超频时的“颅内高潮”。
            光追技能被下放到了移动端，一想到将来就可以在手机上体验到可以媲美PC的光影结果，还真打了一激灵。
            

            
            像光明影象这类射击游戏的光追体现对画面质感和真实感提拔就很大 图源：英伟达
            假如不提“光追”，那我只以为这两个最为上层的移动芯片厂商仍旧在最新旗舰移动平台上有“挤牙膏”之嫌，无外乎就是处置惩罚器架构变革以及硬件规格提拔带来的性能加强，同时另有两家对于影像画质部门增强、团体功耗优化等等老生常谈的题目。
            但从两家发布会整个来看就和以往差别。
            联发科也好，高通也罢，“光追”在这俩家发布会上都引起了充足高器重。
            以联科发来讲，全程一个多小时发布会，不但利用10多分钟具体先容了光追技能，更是在之后相干负责人还通过《暗区突围》这款游戏中光追技能的实现和腾讯出品方举行了团结研发阐明；而时隔一天的高通，更是把光追技能作为在游戏方面的提拔“技能点”，借助《逆水寒》乐成出圈。
            

图源：联发科            
            光追技能引起了联发科和高通亘古未有的关注和器重。
            固然对于这两家移动芯片厂商在光追技能上更为全面的解读，品玩先后分别撰写了两篇文章《为了破圈手游画质，联发科天玑9200讲出旗舰“芯”故事》和《全面融入AI的第二代骁龙8，可否成为手机将来的“最优解”？》中有了具体解读，感爱好朋侪可以相识两家在光追技能上的应用。
            我个人高度同意上游厂商通过新技能，为大众移动端用户带来“光追”技能遍及。但在对光追技能具体相识后，新题目也出现了，手机上“光追”真的有须要吗？
            先为在座各位打个防备针，移动光追要实现“纯光追”并不实际。
            先来看看“光追”技能，它英文名字为 Ray Tracing，这是被应用在图形渲染中，用来确定差别元素可见或不可见的一种渲染方法。它使用光的可逆性来反向盘算，以最为底子版Ray Casting来讲，是通过从以主视角发出一条假造射线到屏幕，之后穿过屏幕到达渲染的场景内，这时间场景会被拆分为无数三角形，当这些射线到被分割成的三角形外貌时间，就必要根据三角形的外貌属性，做出反射、折射、吸取等盘算，记载下整个场景信息，末了再联合光源信息来盘算光照结果。
            

光追作用原理 图源：网络            
            通过几倍的光线反射来让被反射的物体形成更为真实的结果，这就是光追技能作用原理。
            在现实游戏场景中，会有大量光线的反射、折射，这对于处置惩罚器GPU黑白常大磨练，因此现在许多游戏并不是通过“纯光追”实现，而是通过光栅化渲染来到达相对传神的光照结果。
            简朴来讲，它是先用被称作光栅器的单位盘算进场景中颠末拆解形成的三角形投射在屏幕空间上的投影，选择出有哪些像素必要渲染，然后对这些像素再举行渲染盘算。
            但不管是纯光追技能，照旧光栅化渲染，在处置惩罚游戏中的光影结果时间，都有肯定范围性。
            好比前者固然可以实现最为真实的光源变革，但由于必要有大量其他光线带来的“干扰”而必要大量分析盘算，对于GPU性能是一大磨练。而后者固然比纯光追技能对GPU带来的压力要少一些，但受限于原理，假如要实现更为高阶且传神的光路光景，就必要复杂繁冗的算法，而带来的结果是，静态光照结果很好，但一动就会出现呆板、漏光等不真实的光影。
            

这类游戏开光追和关闭光追差异并不大 图源：仙剑奇侠传7            
            因此绝大多数游戏接纳了“混淆渲染方式”即光追和光栅化渲染同时作用，如许可以既有真实物体光线变革，又能低落GPU压力。
            而如许在PC端的光追办理思绪，也从“移植”到了移动端。好比在21年OPPO开辟者大会上，OPPO也公布了光追筹划，从现实公布的光追结果来看，确实和PC端无异，而且根据OPPO官方先容，这渲染也不是纯光追盘算，而是混淆渲染。
            在初始场景中，ColorOS先接纳光栅化完成团体渲染，再使用光追及时天生阴影和水面、玻璃和金属等特别材质的真实倒影，既能在最显着的地方展示光追结果，又能极大地低落光追盘算量。
            

图源：源于OPPO            
            由此来看，纵然是上游两家厂商和手机厂商已经为光追做好了硬件和软件预备，但要真想后续实现“光追”自由，走为上策之计，就是综合思量装备性能，而利用混淆渲染。
            这统统照旧从处置惩罚器性能和功耗为出发点考量的，光追技能实在是一套复杂的光影体系，它包罗了非常多的技能，“下放”到移动端也只是几个最经典的结果，好比软阴影、镜面反射、折射，但对于现在手游来讲，对画面提拔也充足了。
            固然不管是PC也好，照旧移动端，纵然是实现了“光追”带来了非常精彩的画面体现，也要鉴戒光追带来的各种利用体验题目。
            好比对于PC来讲，开启光追后起首必须要面临的，就是帧数大幅降落和功耗题目，但实在对于可以开启光追结果的显卡来讲，可以通过DLSS 2.0和3.0技能来“补充”光追带来的帧数降落题目。
            

图源：英伟达            
            而在移动端就很复杂了，不外也不是没有办理方式，联发科就有比力完备的应对步伐：移动GPU增效方案，这套方案包罗三个方面，其一是通过制程和工艺的优化，来直接提拔CPU和GPU性能，其二是加大推动64位应用遍及，更好发挥出CPU大焦点性能，同时在GPU方面和Vulkan接着举行精密互助，从驱动上就举行深度优化，并通过算法提拔画质体现，其三是使用精彩的游戏引擎带来的性能上风和能效上风，和腾讯如许的生态同伴举行更为深入互助，针对游戏举行负载优化。
            这也是移动端在缺少DLSS这种使用AI“稳帧”技能时对游戏画质、运行稳固性的“赔偿”。
            如果游戏已经支持了光追并全程可以60帧满帧运行，那么真的可以为玩家带来好的体验吗？
            答案也并不具有指向性。
            这必要看“光追”技能被应用在哪些游戏。以PC为例，从英伟达公布的支持光追游戏中不难发现一个征象，这些游戏绝大部门都是以单人剧情为主，有动作类也有竞速类，这些游戏非常讲求故事叙事连贯性和画质，更寻求带给玩家的“沉醉感”。而光追技能提供的柔性阴影、动态反射、全局光照、情况光掩藏技能，就可以提拔整个画面的真实感，为玩家带来沉醉式体验，假如在玩VR游戏，参加光追的沉醉感不问可知。
            

移动端光追早有结构 图源：网络            
            而对于多人竞技类游戏而言，画面就不是玩家关注意点，流通性和低延时才是决定竞技类游戏体验的紧张因素，绝大部门多人联机玩家都会把影像视觉体验的各种光影结果和粒子结果降到最低，就怕干扰到视觉判定。
            而对于国内手游来讲，免费下载加多人联机的是重要的游戏情势，根本手游和网游是可以直接划等号的。不管是MOBA范例游戏照旧主视角射击游戏，都必要在界面中表现舆图、血量耐力如许的关键信息，再加上手机自己屏幕尺寸的限定，光追带来的细节提拔在动态游戏处置惩罚信息过程中每每很轻易被忽略。
            

假如射击类手游上光追，大概会影响到嬉戏体验 图源：品玩lzh摄 任务召唤战区键位图            
            就拿近来公测的《任务召唤：战区》手游，画面已经被各种假造按键占据，加上屏幕尺寸有限，假如参加光追结果，势必会影响到画面表现，进而影响到仇人位置判定，这也是开启光追对画面的影响。
            末了回到光追技能到底有何用这焦点题目上。
            对于上游芯片厂商们，这个题目好像已经充足清楚。简朴来讲，就是通过和游戏厂商深度互助，提拔游戏画质体现，这对于光追技能移动化来讲，好像这是最重要的作用，除了游戏之外，光追技能就没有“用武之地”了吗？
            

3D 动态及时可交互壁纸 图源：OPPO            
            在之前，已经有厂商正式推出光追 3D 动态及时可交互壁纸，该壁纸产物是初次在手机端实现光线追踪技能落地。只不外这对于大多数用户来讲，好像还没有对游戏画面提拔来的更为实用，听说将来光追除了会覆盖到游戏外，也会为影像滤镜、AR 等范畴带来巨大的贸易代价。
            但从当下移动光追现实落地和应用支持度来看，个人以为也仅仅是手机厂商们提前结构的光追举行的宣发罢了。

王俊杰2017

对大部门不玩大型游戏的人来说，这技能一文不值