英伟达RTX实时光线追踪技术厉害在哪？游戏里不是已经有影子了吗？
你想知道英伟达RTX实时光线追踪技术到底厉害在哪儿，尤其是在游戏里，我们明明都已经看得到影子了，为什么还要强调这个“实时光线追踪”呢？这确实是一个很好的问题，很多人都会有同样的疑问。其实，游戏里的“影子”和实时光线追踪技术带来的“影子”以及其他光影效果，在本质上是完全不同的。让我给你掰开了，揉碎了说清楚。
你说的没错，以前的游戏里就有影子，而且很多时候效果还不赖。比如一个角色站在太阳底下，地上肯定会投下一个黑乎乎的影子，而且影子边缘会随着角色移动而变化。但是，这种“影子”是怎么做出来的呢？那是一种预设好的、近似的计算方式。
你可以想象一下，开发者在制作游戏的时候，会预先设定好场景里主要的“光源”在哪里，比如一个灯泡、一轮太阳。然后，他们会写一套代码（或者使用特定的工具），来计算出物体应该投下什么样的影子。这种计算通常是比较“偷懒”的，它不会真的模拟光线是如何传播的，而是根据物体的形状、位置和光源方向，通过一些数学模型来“画”出影子。
比如说，一个方块会投下一个方块的影子，一个球会投下一个圆形的影子。开发者还会给这些影子添加一些“柔和度”或者“模糊度”，让它们看起来不那么生硬。有些更高级的做法会引入一些“烘焙”技术，把复杂的光照信息提前计算好，然后存到纹理贴图里，再在游戏里直接读取。这样可以节省大量的计算资源，让游戏跑得更流畅。
但是，这种传统的方式有几个致命的缺陷：
不够真实自然： 影子边缘的过渡、不同物体对光线的遮挡方式、甚至影子内部的细节，往往都处理得比较粗糙。比如，即使光源很强，地上的影子看起来也常常是死黑一片，没有微妙的颜色变化。 Secondly,当物体有复杂的形状，或者场景中有多个光源时，这种预设的影子计算就会变得非常困难，效果也大打折扣。
缺乏互动性： 传统影子对环境的动态变化反应很迟钝。比如，一个闪烁的灯光，它投下的影子可能也是闪烁的，但这种闪烁可能是预设好的动画，而不是根据实际光线传播模拟出来的。当场景中的某个物体被打破，或者有新的物体出现时，影子需要重新计算或者更新，这个过程可能会很慢，或者干脆就没法做到实时准确。
视觉局限性： 尤其是很多反射和折射效果，传统技术根本无法实现。你想想，镜子里的倒影，玻璃杯里的物体，水面上的涟漪产生的复杂光斑，这些都是光线在物体表面发生反射和折射的结果。传统游戏引擎很难模拟这些现象。
那么，英伟达RTX实时光线追踪技术（RTX）厉害在哪里呢？它又是如何改变这一切的呢？
简单来说，RTX技术的核心在于它能够“模拟”真实世界的光线传播路径。它不是“画”影子，而是“计算”光线。
1. 模拟真实光线路径：
光线的起点： 每一束光线都从场景中的光源发出，就像现实生活中一样，以光速向四面八方传播。
光的传播： 光线在传播过程中会遇到各种物体。
光的交互： 当光线遇到物体表面时，会发生几种情况：
反射 (Reflection): 光线像镜子一样弹开。比如镜子、光滑的金属表面。
折射 (Refraction): 光线穿过透明或半透明物体时，方向会发生改变。比如玻璃、水、钻石。
漫反射 (Diffuse Reflection): 光线被粗糙表面散射开来，比如墙壁、衣服。这是我们日常生活中看到的大多数物体的颜色来源。
吸收 (Absorption): 物体吸收部分光线，不反射或透射。这是物体呈现颜色的原因。
最终到达观察点： 一束光线最终会找到“虚拟摄像机”（也就是你的屏幕），我们看到的画面就是这些汇聚的光线所形成的。
2. 如何计算得出“影子”和“光照”：
反向追踪： 为了提高效率，实时光线追踪通常采用“反向追踪”的方式。它不是真的从光源发出无数道光线去看它们最终去了哪里，而是从你的眼睛（屏幕上的一个像素）出发，向场景中“发射”一条光线。
寻找光源： 当这条“视线”光线穿过场景，碰到一个物体表面时，算法会尝试追踪这条光线是否能“看到”光源。
遮挡判断： 如果从该物体表面发出的光线，在到达光源之前被其他物体挡住了，那么这个物体表面在那个点就不会被该光源照亮，从而自然地形成一个阴影。而且，这个阴影的形状、柔和度（是否模糊）、颜色都会根据遮挡物体的形状、距离以及光源本身的性质（比如是否是点光源还是面光源）而自动、精确地计算出来。
复杂的光照： 不仅仅是影子，很多更复杂的光照效果也因此得以实现：
全局光照 (Global Illumination GI): 光线照射到第一个物体上后，还会反射到周围的其他物体上，产生二次、三次甚至更多次的光照传播。比如，一盏暖黄色的灯光，它不仅直接照亮墙壁，还会将暖黄色的光“反射”到附近的家具上，让家具也带上淡淡的暖黄色调。RTX能够模拟这种“间接照明”，让整个场景的光影过渡更自然、更柔和，更有层次感。
反射效果 (Reflections): 光线在光滑表面（如水面、金属、镜子、湿滑的路面）上的精确反射。以前的游戏里，反射通常是用特殊的“反射探针”或“立方体贴图”来模拟，效果非常有限，而且容易出现明显破绽。RTX的光线追踪可以实现实时、精确的物体表面反射，你看到的反射画面，是真正根据场景中其他物体的状态计算出来的。比如，你扔进水里的石头，水面上的倒影会非常清晰地呈现出石头下沉的动态过程。
折射效果 (Refractions): 光线穿过透明物体时发生的弯曲和扭曲。玻璃杯里的水面会因为折射而扭曲杯子后面的背景，钻石的闪耀光芒也离不开折射的计算。RTX可以非常逼真地模拟这些效果，让透明物体更具真实感。
焦散效果 (Caustics): 光线经过折射或反射后，在物体表面形成的明暗交织的光斑。比如阳光穿过玻璃瓶，在地上形成的斑纹，或者水面阳光下的光斑。这些细微的光影效果能极大地提升画面的质感和氛围。
为什么说RTX技术“厉害”？
1. 超乎想象的真实感： RTX最直观的厉害之处就是它带来的画面真实感的大幅提升。传统的近似计算在RTX面前就像是素描和油画的区别。你看到的每一束光，每一个阴影，每一次反射，都是基于物理规律的模拟，所以它们会以最自然、最准确的方式呈现出来。游戏场景中的光影不再是简单的“贴图”，而是动态变化的、有生命力的。
2. 统一的光影处理： RTX不是针对某一种光影效果去优化，而是用一套统一的物理模拟框架去处理所有光线相关的现象。这意味着反射、折射、阴影、全局光照都可以协调一致，形成一个连贯、真实的视觉世界。你不再需要担心不同效果之间可能出现的“不匹配”或者“穿帮”。
3. 动态和互动性： 由于是实时计算光线路径，RTX能完美响应场景中的任何变化。一个物体被移动、被摧毁，光源被开关，都会立刻、准确地体现在阴影和光照上，无需复杂的重新计算或预设。这让游戏世界的互动性更强，体验更沉浸。
4. 简化开发者工作（某种程度上）： 虽然实现起来对硬件要求很高，但从开发者角度看，他们可以更专注于艺术设计和游戏逻辑，而不需要花费大量精力去手动调整和烘焙各种光照贴图，或者想出各种“技巧”来欺骗玩家的眼睛。RTX提供了一个更接近“所见即所得”的创作环境。
当然，RTX也不是万能的，它也有它的挑战：
硬件要求极高： 实时模拟光线传播需要强大的计算能力。早期的RTX技术对显卡性能的要求非常高，开启光线追踪后游戏帧数会明显下降。英伟达通过专门的RT核心和Tensor核心来加速光线追踪计算，并通过DLSS（深度学习超级采样）技术来缓解性能压力，使得RTX技术在实际应用中变得可行。
并非所有游戏都充分利用： 并非所有游戏开发者都能或愿意去全面、深入地实现光线追踪效果。有些游戏可能只在部分场景（如反射）使用RTX，有些则完全不使用。
总结一下：
你之所以在老游戏中看到了影子，是因为开发者通过各种近似和预设的方法，模拟出了“看起来像影子”的效果。而英伟达RTX实时光线追踪技术，则是真正地模仿现实世界中光线是如何传播、如何与物体互动，并根据这些物理原理动态计算出阴影、反射、折射和全局光照。它带来的不仅仅是“更清晰的影子”，而是整个场景的光影逻辑的革新，让虚拟世界在视觉上无限接近真实世界。
当你玩一款开启了RTX的游戏，你会发现：
地面上的影子边缘会随着物体形状的复杂性而变化，非常自然。
镜子里的画面不是模糊不清或者只有简单的反射，而是能清晰地映照出整个场景的其他部分，甚至是反光的物体。
玻璃杯中的液体扭曲了背景，水面上的光斑随着水波闪烁。
墙壁和天花板会从地板和物体上反射出柔和的光线，让整个空间的光影层次更丰富，更有深度。
这就是RTX技术厉害的地方，它不是在“画”一个影子，而是在“计算”一个真实的光影世界。希望我这么详细的解释，能让你对这项技术有个更深入的理解！
你说的没错，以前的游戏里就有影子，而且很多时候效果还不赖。比如一个角色站在太阳底下，地上肯定会投下一个黑乎乎的影子，而且影子边缘会随着角色移动而变化。但是，这种“影子”是怎么做出来的呢？那是一种预设好的、近似的计算方式。
你可以想象一下，开发者在制作游戏的时候，会预先设定好场景里主要的“光源”在哪里，比如一个灯泡、一轮太阳。然后，他们会写一套代码（或者使用特定的工具），来计算出物体应该投下什么样的影子。这种计算通常是比较“偷懒”的，它不会真的模拟光线是如何传播的，而是根据物体的形状、位置和光源方向，通过一些数学模型来“画”出影子。
比如说，一个方块会投下一个方块的影子，一个球会投下一个圆形的影子。开发者还会给这些影子添加一些“柔和度”或者“模糊度”，让它们看起来不那么生硬。有些更高级的做法会引入一些“烘焙”技术，把复杂的光照信息提前计算好，然后存到纹理贴图里，再在游戏里直接读取。这样可以节省大量的计算资源，让游戏跑得更流畅。
但是，这种传统的方式有几个致命的缺陷：
不够真实自然： 影子边缘的过渡、不同物体对光线的遮挡方式、甚至影子内部的细节，往往都处理得比较粗糙。比如，即使光源很强，地上的影子看起来也常常是死黑一片，没有微妙的颜色变化。 Secondly,当物体有复杂的形状，或者场景中有多个光源时，这种预设的影子计算就会变得非常困难，效果也大打折扣。
缺乏互动性： 传统影子对环境的动态变化反应很迟钝。比如，一个闪烁的灯光，它投下的影子可能也是闪烁的，但这种闪烁可能是预设好的动画，而不是根据实际光线传播模拟出来的。当场景中的某个物体被打破，或者有新的物体出现时，影子需要重新计算或者更新，这个过程可能会很慢，或者干脆就没法做到实时准确。
视觉局限性： 尤其是很多反射和折射效果，传统技术根本无法实现。你想想，镜子里的倒影，玻璃杯里的物体，水面上的涟漪产生的复杂光斑，这些都是光线在物体表面发生反射和折射的结果。传统游戏引擎很难模拟这些现象。
那么，英伟达RTX实时光线追踪技术（RTX）厉害在哪里呢？它又是如何改变这一切的呢？
简单来说，RTX技术的核心在于它能够“模拟”真实世界的光线传播路径。它不是“画”影子，而是“计算”光线。
1. 模拟真实光线路径：
光线的起点： 每一束光线都从场景中的光源发出，就像现实生活中一样，以光速向四面八方传播。
光的传播： 光线在传播过程中会遇到各种物体。
光的交互： 当光线遇到物体表面时，会发生几种情况：
反射 (Reflection): 光线像镜子一样弹开。比如镜子、光滑的金属表面。
折射 (Refraction): 光线穿过透明或半透明物体时，方向会发生改变。比如玻璃、水、钻石。
漫反射 (Diffuse Reflection): 光线被粗糙表面散射开来，比如墙壁、衣服。这是我们日常生活中看到的大多数物体的颜色来源。
吸收 (Absorption): 物体吸收部分光线，不反射或透射。这是物体呈现颜色的原因。
最终到达观察点： 一束光线最终会找到“虚拟摄像机”（也就是你的屏幕），我们看到的画面就是这些汇聚的光线所形成的。
2. 如何计算得出“影子”和“光照”：
反向追踪： 为了提高效率，实时光线追踪通常采用“反向追踪”的方式。它不是真的从光源发出无数道光线去看它们最终去了哪里，而是从你的眼睛（屏幕上的一个像素）出发，向场景中“发射”一条光线。
寻找光源： 当这条“视线”光线穿过场景，碰到一个物体表面时，算法会尝试追踪这条光线是否能“看到”光源。
遮挡判断： 如果从该物体表面发出的光线，在到达光源之前被其他物体挡住了，那么这个物体表面在那个点就不会被该光源照亮，从而自然地形成一个阴影。而且，这个阴影的形状、柔和度（是否模糊）、颜色都会根据遮挡物体的形状、距离以及光源本身的性质（比如是否是点光源还是面光源）而自动、精确地计算出来。
复杂的光照： 不仅仅是影子，很多更复杂的光照效果也因此得以实现：
全局光照 (Global Illumination GI): 光线照射到第一个物体上后，还会反射到周围的其他物体上，产生二次、三次甚至更多次的光照传播。比如，一盏暖黄色的灯光，它不仅直接照亮墙壁，还会将暖黄色的光“反射”到附近的家具上，让家具也带上淡淡的暖黄色调。RTX能够模拟这种“间接照明”，让整个场景的光影过渡更自然、更柔和，更有层次感。
反射效果 (Reflections): 光线在光滑表面（如水面、金属、镜子、湿滑的路面）上的精确反射。以前的游戏里，反射通常是用特殊的“反射探针”或“立方体贴图”来模拟，效果非常有限，而且容易出现明显破绽。RTX的光线追踪可以实现实时、精确的物体表面反射，你看到的反射画面，是真正根据场景中其他物体的状态计算出来的。比如，你扔进水里的石头，水面上的倒影会非常清晰地呈现出石头下沉的动态过程。
折射效果 (Refractions): 光线穿过透明物体时发生的弯曲和扭曲。玻璃杯里的水面会因为折射而扭曲杯子后面的背景，钻石的闪耀光芒也离不开折射的计算。RTX可以非常逼真地模拟这些效果，让透明物体更具真实感。
焦散效果 (Caustics): 光线经过折射或反射后，在物体表面形成的明暗交织的光斑。比如阳光穿过玻璃瓶，在地上形成的斑纹，或者水面阳光下的光斑。这些细微的光影效果能极大地提升画面的质感和氛围。
为什么说RTX技术“厉害”？
1. 超乎想象的真实感： RTX最直观的厉害之处就是它带来的画面真实感的大幅提升。传统的近似计算在RTX面前就像是素描和油画的区别。你看到的每一束光，每一个阴影，每一次反射，都是基于物理规律的模拟，所以它们会以最自然、最准确的方式呈现出来。游戏场景中的光影不再是简单的“贴图”，而是动态变化的、有生命力的。
2. 统一的光影处理： RTX不是针对某一种光影效果去优化，而是用一套统一的物理模拟框架去处理所有光线相关的现象。这意味着反射、折射、阴影、全局光照都可以协调一致，形成一个连贯、真实的视觉世界。你不再需要担心不同效果之间可能出现的“不匹配”或者“穿帮”。
3. 动态和互动性： 由于是实时计算光线路径，RTX能完美响应场景中的任何变化。一个物体被移动、被摧毁，光源被开关，都会立刻、准确地体现在阴影和光照上，无需复杂的重新计算或预设。这让游戏世界的互动性更强，体验更沉浸。
4. 简化开发者工作（某种程度上）： 虽然实现起来对硬件要求很高，但从开发者角度看，他们可以更专注于艺术设计和游戏逻辑，而不需要花费大量精力去手动调整和烘焙各种光照贴图，或者想出各种“技巧”来欺骗玩家的眼睛。RTX提供了一个更接近“所见即所得”的创作环境。
当然，RTX也不是万能的，它也有它的挑战：
硬件要求极高： 实时模拟光线传播需要强大的计算能力。早期的RTX技术对显卡性能的要求非常高，开启光线追踪后游戏帧数会明显下降。英伟达通过专门的RT核心和Tensor核心来加速光线追踪计算，并通过DLSS（深度学习超级采样）技术来缓解性能压力，使得RTX技术在实际应用中变得可行。
并非所有游戏都充分利用： 并非所有游戏开发者都能或愿意去全面、深入地实现光线追踪效果。有些游戏可能只在部分场景（如反射）使用RTX，有些则完全不使用。
总结一下：
你之所以在老游戏中看到了影子，是因为开发者通过各种近似和预设的方法，模拟出了“看起来像影子”的效果。而英伟达RTX实时光线追踪技术，则是真正地模仿现实世界中光线是如何传播、如何与物体互动，并根据这些物理原理动态计算出阴影、反射、折射和全局光照。它带来的不仅仅是“更清晰的影子”，而是整个场景的光影逻辑的革新，让虚拟世界在视觉上无限接近真实世界。
当你玩一款开启了RTX的游戏，你会发现：
地面上的影子边缘会随着物体形状的复杂性而变化，非常自然。
镜子里的画面不是模糊不清或者只有简单的反射，而是能清晰地映照出整个场景的其他部分，甚至是反光的物体。
玻璃杯中的液体扭曲了背景，水面上的光斑随着水波闪烁。
墙壁和天花板会从地板和物体上反射出柔和的光线，让整个空间的光影层次更丰富，更有深度。
这就是RTX技术厉害的地方，它不是在“画”一个影子，而是在“计算”一个真实的光影世界。希望我这么详细的解释，能让你对这项技术有个更深入的理解！
网友意见
现代游戏里，物体的影子已经是随着游戏里的光源实时变化了啊，英伟达出的这个技术有什么特别之处吗？为什么要出一个游戏里已有的功能呢？
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