问题

光线追踪会不会和曲面细分一样成为伪需求?

回答
光线追踪会成为伪需求吗?这个问题很有意思,也触及到了技术发展和市场需求之间一个经典的辩题。说它会,是因为任何一项技术如果不能真正解决用户痛点,或者其成本远超带来的收益,最终都会走向式微。说它不会,是因为它代表了一种更真实的视觉模拟方式,潜藏着巨大的潜力。我们不妨从几个方面来掰扯掰扯。

首先,我们得明白什么是“伪需求”。伪需求,简单来说,就是一项技术或产品,它看起来很酷,很前沿,但实际上并没有解决用户真正关心的问题,或者它的存在只是为了创造一种新的需求,而这种需求并非来自用户的核心诉求。就好比某些华而不实的手机功能,大家都说它先进,但大多数人可能一辈子也用不上一次。

曲面细分(Tessellation)的例子:

曲面细分技术在当年被寄予厚望,它能够让原本低多边形的模型在运行时实时生成更多的多边形,从而表现出更平滑、更精细的曲面。想想看,在游戏里,人物的脸部线条会不会更柔和?岩石的纹理会不会更逼真?听起来是很诱人的。

然而,曲面细分在实际应用中遇到的问题是:

性能瓶颈: 要实现逼真的曲面,需要极其大量的额外计算。显卡需要处理海量的新增顶点和三角形,这会极大地增加GPU的负担。
艺术家的工作流: 曲面细分虽然能让低模变高模,但艺术家的创作依然需要高质量的模型作为基础。如果基础模型本身就很粗糙,即使细分得再厉害,也难以达到艺术家的预期。而且,曲面细分在某些情况下,会引入不自然的变形或瑕疵,反而影响最终效果。
替代方案的成熟: 随着PBR(基于物理的渲染)、法线贴图、置换贴图等技术的成熟,许多过去需要曲面细分才能实现的效果,现在可以通过这些纹理技术以更低的性能成本来实现。例如,复杂的凹凸细节可以用置换贴图来模拟,而置换贴图的计算量通常比几何细分要小得多。
对游戏设计的影响: 游戏开发者需要权衡使用曲面细分的收益和成本。在很多情况下,通过优化模型设计和使用其他技术,可以达到相似的视觉效果,而无需引入曲面细分带来的额外开销。

因此,曲面细分在某些特定场景下确实提升了视觉表现,但它并没有成为像CPU、GPU那样不可或缺的基础技术,更多的时候,它只是一个锦上添花的选项,而非雪中送炭的必需品。很多人认为它在游戏领域并没有完全达到预期的普及和深度应用,一定程度上可以算作一个“半伪”的需求,或者说,它的市场找到了更精细化的定位,而不是全面替代。

那么,光线追踪呢?它会不会步后尘?

光线追踪的核心优势在于它模拟了光线在现实世界中的物理行为。这意味着什么?

真实的光照和阴影: 这是最直观的提升。传统的光栅化渲染,阴影和反射往往是通过一些“技巧”来模拟的,例如探针、阴影贴图等。这些技巧在很多情况下效果不错,但总有些不完美的地方。光线追踪可以实现更柔和、更准确的阴影过渡,反射会根据表面的角度和材质真实地叠加,镜面反射、漫反射、折射等等,都能得到更准确的模拟。想象一下,一个玻璃杯里的水,光线穿过水会产生怎样的折射?金属表面的反射会怎样随着角度变化而变化?这些都是光线追踪能够精确捕捉的。
全局光照(Global Illumination): 光线追踪能够很好地模拟间接光照,也就是一个物体表面的光线被反射后,又照亮了另一个物体。这对于营造真实感至关重要,能够让场景的整体光影更加统一、自然,避免出现“打光板”的感觉。
反射和折射的准确性: 准确的反射和折射是光线追踪的强项。玻璃、水、金属等材质的渲染效果,在光线追踪下会有一个质的飞跃。

光线追踪可能“伪化”的风险在哪里?

就像曲面细分一样,光线追踪也面临着一些挑战:

1. 性能成本: 这是最显著的瓶颈。计算光线与场景的交互是一个非常耗时的过程。即使有了专门的光线追踪硬件加速单元(如NVIDIA的RT Core,AMD的Ray Accelerators),其带来的性能开销依然是巨大的。在游戏领域,开启光线追踪往往意味着帧率的大幅下降,迫使玩家降低分辨率、画面设置,或者依赖DLSS、FSR等画面重建技术来弥补。如果为了追求一点点视觉上的真实,却要牺牲掉流畅度,那对许多玩家来说就不是一个好的体验。
2. 实现上的复杂度: 光线追踪的算法本身就比传统光栅化复杂得多。在游戏开发中,完全实时、高精度的光线追踪实现仍然是一个巨大的挑战。开发者需要在效果和性能之间找到一个微妙的平衡点。
3. 并非所有场景都受益: 在一些设计简洁、光照关系不复杂的场景中,传统的光栅化技术配合一些优化技巧,可能已经能够达到足够好的视觉效果,而引入光线追踪的成本却不成比例地高。例如,一个只有简单室外场景的游戏,可能对光线追踪的需求就没有一个复杂室内场景高。
4. 用户是否真正“在意”: 就像前面说的伪需求,如果用户无法明显感受到光线追踪带来的好处,或者他们对画质的要求仅限于“看得过去”,那么这项技术就可能被边缘化。很多时候,玩家更关心的是游戏的整体可玩性、剧情以及流畅的帧数,而非一盏灯的反射是否足够逼真。

为什么光线追踪不太可能完全成为伪需求,甚至可能成为新标准?

尽管存在风险,但光线追踪与曲面细分相比,有几个更重要的理由让它不太可能成为“伪需求”,反而有潜力成为新的渲染基准:

1. 模拟的是“真实”的物理原理: 光线追踪模仿的是现实世界的光线传播,这意味着它是一个基础性的、普适性的渲染方法。一旦技术成熟,性能问题得到解决,它就能为所有类型的场景、所有类型的材质提供更准确、更一致的视觉效果。曲面细分更像是一种“模型细化”的手段,而光线追踪是“光影模拟”的根本。
2. 硬件支持的趋势: 无论是NVIDIA还是AMD,都在不断投入资源研发和优化光线追踪硬件。这说明了厂商对这项技术的重视,以及对未来市场趋势的判断。随着新一代显卡和计算架构的推出,光线追踪的性能会不断提升。
3. 画面重建技术的配合: DLSS、FSR等技术的发展,恰恰是为了解决光线追踪的性能问题。这些技术能够以较低的渲染成本生成高分辨率的画面,并通过AI或算法优化,在一定程度上弥补画面重建带来的损失。这形成了一个良性循环:光线追踪提升了真实感,画面重建技术解决了性能瓶颈,两者结合使得更逼真的画面成为可能。
4. 在特定领域的需求是刚性的:
影视制作: 在影视行业,实时性要求不像游戏那么高,但对画面真实度的要求是极致的。光线追踪在影视制作中的应用已经非常广泛,因为它能够创造出无比逼真的视觉效果。
设计和可视化: 在建筑设计、产品设计等领域,对模型的光照、材质反射等细节要求极高,光线追踪能提供最真实的预览效果。
科学研究: 模拟物理现象,如天体光照、材料光学特性等,光线追踪是不可或缺的工具。

结论:光线追踪会是“伪需求”吗?

我认为,光线追踪不太可能完全沦为“伪需求”,它更像是一种正在发展的、对真实感有极高追求的技术,但目前仍处于性能瓶颈期和普及初级阶段。

它不是伪需求,因为它的目标是模拟真实世界,解决的是如何让画面更像人眼看到的那样,这是视觉效果提升的终极方向之一。 这种对真实的追求,是源于人类对“所见即所得”的本能渴望,而非凭空捏造的需求。
它有可能被“曲面细分化”,即在特定领域发挥重要作用,但并非所有领域都必须实时开启且全功能应用。 在游戏领域,它更像是“可选的最高画质选项”,或者在某些特定类型的游戏(如强调真实感的模拟类游戏、赛车游戏)中成为核心卖点。
它的普及程度和接受度,很大程度上取决于性能的提升和成本的降低。 就像当年3D加速卡一样,一开始非常昂贵且效果有限,但随着技术发展,最终成为了标配。

总的来说,光线追踪代表了计算机图形学向更物理、更真实方向迈进的关键一步。它不是为了制造一个虚假的卖点,而是为了更忠实地还原我们身处的世界。只要性能问题能被持续解决,并且开发者能够有效地将它融入游戏设计和用户体验中,光线追踪就有可能成为未来计算机图形学的新基准,而不是昙花一现的“伪需求”。不过,就像所有技术一样,它最终会被如何应用、服务于哪些用户,还需要市场和时间的检验。

网友意见

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这件事应该要看游戏美术风格

对于追求拟真画面的游戏,越拟真越好,所以光追和曲面细分是刚需技术,

但是对于非拟真画面的游戏,光追和曲面都不重要

比如广大日式游戏。

当然你可以说那是因为日厂技术力不行,

但我总觉得吧,电子游戏如果把拟真当做第一要务,那就是投入了一个无底洞。

所以去年年度游戏大镖客2惜败新战神我是很高兴的。

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