17 TheWord 文档库

光线追踪误区

误区介绍

  • 此部分用于提升大众对光线追踪该技术的理解，同时记录了多种反例并逐一纠正。
  • 观看此部分内容，可以避免被 光线追踪 这个 噱头 迷惑认知、蒙蔽双眼， 在充斥着错误说法的角落里仍能 保持清醒。

概念普及

光线追踪

  • 从微软在 DirectX 10 渲染引擎 中为游戏添加 光线追踪 的 新接口 开始，光线追踪技术 正式 进入了游戏。
  • 光线追踪是一种 来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）。
  • 该技术可 提升 游戏画面的 真实性，但同时也 耗费 更多的 性能 用于光线的 模拟计算。
  • 需要强调的是，这种技术 并不是 在 DirectX 10 时代 才诞生的，它被提出、被研究已经 超过 30 年了。
  • 近些年来也常被应用于 电影 3D 特效 中。不过应用于电脑游戏中，还是从 DirectX 10 开始的。
  • —— 百度百科 · 《光线追踪》

混合光线追踪

  • 也叫 部分光线追踪。

    • 现阶段的 实时光线追踪技术 处于 初步开发阶段，

    • 而 传统的屏幕空间技术 已达到 炉火纯青 的境界。

  • 实际上，大部分 支持实时光线追踪的 3A 游戏 都 未采用 完全光线追踪 的渲染方案，

  • 而是 采用 传统 + 光追互补 的 思路 构成画面：

    • 这样既能有 光追的效果，

    • 也不至于因为 效率太低 导致 帧数 难堪。

  • PTGI 的思路也与此类似：

    • 将 整个着色器 的 部分渲染方案 用 光线追踪技术 替 代传统反射，

    • 做到 兼顾足够流畅 的 帧率 与 画质 的 提升。

完全光线追踪

  • 与 混合光线追踪技术 相反，完全光线追踪技术 只使用 Compute Shader （计算着色器） 渲染画面，抛弃 传统的光栅化 流程。

  • 目前该技术的 主要意义 在于 开创新的 图形开发思路。

误区与解释

Windows10 RTX 光影

  • 有一部分玩家会对 Microsoft 与 NVIDIA 合作出品的 Windows 10 Bedrock 版 RTX 光影 持 过于乐观 的态度，

  • 而对民间开发者编写的 Java Edition 光追光影 缺乏关注甚至认为它们 并非 真光追 而抱有抵触态度，我们也对此观点进行了纠正。

  • 对于 真伪光追，我们在下方 伪光追 中有说明。对于 RTX 光影，我们有以下研究结果：

    • 经部分破译微软宣传的 渲染龙（ Render Dragon ）引擎，已知现在的 Windows 10 版 RTX 光影 调用了 37 个 着色器，均属于 Compute Shader （计算着色器），

    • 这也意味着 Windows 10 版 RTX 光影 完全使用 了 RTX 显卡 的 光追核心 计算渲染 所有 的画面效果，没有采用 任何光栅化 流程。

    • 从目前的结果分析来看，我们认为 Win10 版 RTX 光影 使用的 基础技术 优于 软件光追光影（采用完全光线追踪渲染方案），

    • 但由于该光影编写组的 水平问题，代码中含有 非常多 的 不合理 的甚至 自相矛盾 的部分。

    • 这也导致部分渲染 效果不合理，整体呈现的 画风诡异，也不被 大部分 光影爱好者认同。

    • 当然，我们并非在此倡导 捧一踩一 的饭圈文化，而是 阐述 我们 研究的结果。

  • 光影的喜好 完全由个人决定，错误的渲染效果 并不意味着 一定是糟糕的，提升 现今着色器的 图形技术 才是我们的追求目标。

  • 如果你想要了解 Win10 版 RTX 光影 更详细的技术情况，可通过该链接 Minecraft RTX 是怎样工作的open in new window 浏览它的技术分析文章：

伪光追

  • 伪光追 或称 假光追：

    • 是在国内光影界流行的涉及光线追踪技术所谓 真伪问题 的多种 错误说法 的总称。

    • 该词语在 图形学术语 中 尚无明确的 定义与解释；

    • 多数认为 伪光追 存在的玩家认为该词代指下方第一个说法，但 至今未有任何成果表示 该说法所阐述的效果能被实现。

    1. 该概念其最早用于国内某技术成果的 包装宣传，遂成一种 没有实际意义 的但 具有宣传效果 的营销手段。

    2. 调查表明，持错误观点的玩家可能受以下几种混淆说法及因素影响：

      • 认为可以使用非光追手段实现光线追踪效果：

        • 光线追踪技术 可作为实现 全局光照 的一种手段，但全局光照 并非 只有使用 光线追踪一类技术 才能实现。

        • 因此只能够说“非光线追踪技术同样能够实现全局光照”，而非偷换概念；

      • 认为可以用真假区分 软 / 硬件光线追踪：

        • 一般解释是 基岩版 RTX 才是真光追，其他的都是假的。

        • 如之前内容所述，光线追踪 由 是否采用算法 决定，与所用 GPU 无关。

        • 硬件光线追踪的 优势 在于 效率更高，而非 独有技术，因此该说法是错误的；

      • 将使用代码模拟光线追踪定为 伪光追：

        • 目前光线追踪技术的实现方法只有一种：通过在 着色器内 编写代码实现。

        • 无论是使用了 光追核心 的 硬件实时光线追踪技术，还是 最初应用于电影 的 离线渲染技术，都依靠了该方法。

        • 直接将 代码模拟光线追踪 定为 伪光追，这种说法是完全错误的；

      • 将 丁达尔效应、体积光 等光影效果误视作光线追踪算法独有效果：

        • 此类特效确实可以采用光线追踪算法获取 更为精确 的渲染效果，但同时会 损失极大一部分 显卡算力，这会导致极其 糟糕 的流畅度体验。

        • 因此大部分光影的此类特效都与光线追踪无关。

      • 其他更多的错误说法。

  • 如果你想要从更深层的角度去了解“伪光追”这个说法，可以观看下面的有关视频。

点击查看【bilibili】open in new window

贴图光追

  • 该说法来源已不可考， 笃信者的理由是：

    • Java 版光追光影可以不使用 RTX 系列 或 RX6000 系列以上 显卡。

    • 然而，实时光线追踪技术 的 本质 是算法，与是否使用 硬件光追 没有关系，核显能运行光影也并不能推论出该光影是否含有光追算法。

    • 而且 贴图光追 这个技术根本不存在于 Minecraft 。

    • 如果你想要知道一个光影有没有光追算法，可以通过下面的方法来检查。

区分是否存在光追

  • 如果你身边有一些研究 Minecraft 图形学 的（最好是自己写过光影或做过纹理包的）朋友，你可以拿着 光影包名称 去询问他们。

  • 如果你身边没有这类朋友，你可以 直接在社区提问，了解的人自然会来解答。

  • 如果你想通过自己的努力去检测，从 光的性质 入手是一个很好的检验手段。

  • 你可以去观察光影是否有 小孔成像，或是研究光线是否存在 二次以上的反弹。

  • 但注意，由于当前技术水平限制，我们所谓的 光线追踪 并不能模拟出光的所有物理性质（例如不能模拟出 双缝干涉 现象）。

Java 版的那些事

  • 累计下来，有几个光影发生了一些有趣的事，在此整理一下：

    • Sildurs Vibrant Shaders - 田园光追级光影

      • 该光影由国外作者 Sildur 编写，效果不输于很多高端光影，帧数十分舒服，属于 传统光影。

      • 但在某论坛中被打上了 田园光追级光影 的标签，理由是 体验达到了光追光影的水准，至今仍存在。

    • BSL - （伪）光追光影

      • 该光影作者为 CaptTatsu ，同样也属于 传统光影。

      • 但在B站某宣传视频中被强行扣上 最棒的室内伪光追光影 的帽子，在评论区快变成光追普及区后，去掉了 伪 字。

    • SEUS_PTGI_E13

      • 这个光影出现的原因大部分人都不清楚，它并 不存在 于作者发布的 任何帖子 上，但又好像有着一定的信服力。

      • 其实它来自一个国外翻版网站（现已被关闭）。

      • 最明显的标志是：这个网站出来的文件名往往是以下划线_为分隔，而 Patreon 那边获取到的都是空格分隔。

      • 据分析，它应该是 E11 版本 的轻度修改，并未有很大变动。

    • Complementary Shaders

      • 由 BSL 魔改而来，属于中规中矩的一个光影，在 CurseForge 上有发布。

      • 然而在某论坛的搬运帖里再次被打上 光追 标签，原因在于：该光影宣传时 提到 它的场景色调是 模仿 Windows10 Bedrock 版 RTX 光影，被 误以为 含有光线追踪成分。

      • 现该帖子已修改内容，避免了进一步的误导。