「黑悟空」實(shí)機(jī)演示炸裂登場,英偉達(dá)大秀光追技術(shù)
時隔一年,「黑悟空」歸來再度登上熱榜。
這次,除了官方發(fā)布了一段6分鐘實(shí)機(jī)劇情片段,英偉達(dá)更是帶來了8分鐘實(shí)機(jī)試玩片段。
重磅的是,這是「黑悟空」首次支持4K RTX ON光追+NVIDIA DLSS技術(shù)。
網(wǎng)友們看后瞬間熱血沸騰。
首支4K光追 + DLSS
2020年,黑悟空首次曝光,驚艷全球。
到了2021年,大秀UE5的測試,那白雪紛紛的地面場景處理,讓網(wǎng)友直呼顯卡危機(jī)中國版。
2022,直接上了英偉達(dá)4K RTX ON。
就拿開篇悟空變金蟬的那一段進(jìn)行對比,今年的翅膀建模與飛行動作,明顯比2020年的版本更有質(zhì)感。
有了光追的加持,金蟬身體的不同位置也會基于不同的光照角度展現(xiàn)不同的細(xì)節(jié),也顯得更加逼真、自然。
顯然,AI 技術(shù)和光線追蹤技術(shù)正在變革我們的游戲和創(chuàng)作方式。
從技術(shù)角度來講,光追和DLSS已經(jīng)成為制作3A游戲大作的標(biāo)配。
「黑悟空」之所以能讓玩家體驗(yàn)到如此身臨其境的奇幻中國神話世界,是因?yàn)橛袕?qiáng)大的光線追蹤和 NVIDIA DLSS,而這一切由GeForce RTX 技術(shù)驅(qū)動。
NVIDIA RTX 處于目前游戲變革的最前沿,它是用于尖端應(yīng)用和游戲的最快、最先進(jìn)的平臺。
玩家如果使用GeForce RTX 驅(qū)動的 PC,并通過最新的Game Ready驅(qū)動進(jìn)行優(yōu)化,就會獲得最強(qiáng)大的性能、最流暢的游戲體驗(yàn)以及最高保真度的光線追蹤效果。
顛覆游戲界的里程碑
接下來,我們來具體介紹一下光線追蹤和DLSS。
2018年8月14日,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的頂級會議SIGGRAPH在溫哥華舉辦,英偉達(dá)正式推出全球首支持實(shí)時光線追蹤技術(shù)的全新顯卡家族NVIDIA Quadro RTX。
8月21日,NVIDIA發(fā)布了新一代基于圖靈架構(gòu)的顯卡:GeForce 2080Ti、GeForce 2080和GeForce 2070。從此GPU開啟了游戲光線追蹤的新世界。
實(shí)時光線追蹤技術(shù)和DLSS技術(shù)絕對稱得上里程碑式的顛覆。
1.光線追蹤技術(shù)
光線追蹤是一種模擬光的物理特性的圖形渲染方法。
在光線追蹤出現(xiàn)之前,傳統(tǒng)的方法是光柵化渲染。
假設(shè)有一個房間和一個光源,從房間內(nèi)看出,給予內(nèi)每個面一張平面紋理, 根據(jù)光源位置關(guān)系使每個面變得更亮或更暗,先計(jì)算物體(房間)對應(yīng)屏幕上的多邊形或三角形頂點(diǎn)的坐標(biāo)變換(矩陣變換,透視等),然后在多邊形或三角形內(nèi)填充紋理,同時計(jì)算出房間的每個像素的顏色,從而生成相當(dāng)逼真的 3D 房間。
而光線追蹤的原理,是追蹤每條光線的傳播行為,計(jì)算每條光線對我們?nèi)搜塾^察的貢獻(xiàn)值,即顏色值。使用光線追蹤技術(shù)渲染,發(fā)出的光線會像在現(xiàn)實(shí)世界中一樣在場景中反彈,因此看起來更加真實(shí)。它會計(jì)算出光線與房間的交點(diǎn),以及它應(yīng)該反射多少光線,光線如何穿過虛擬相機(jī)的鏡頭,最后,決定相機(jī)的圖像應(yīng)該如何顯示在你的屏幕上。
簡單來說就是:光柵化渲染中,計(jì)算光線是從物體本身出發(fā)經(jīng)過坐標(biāo)矩陣變換等等計(jì)算與模擬,得到投影至屏幕上每個像素點(diǎn)的顏色等信息。
而光線追蹤是從相機(jī)(眼睛)反向追蹤光線捕捉光線反射的各種效果。
光柵化(左)與光線追蹤(右)
而在游戲中,就是通過專門的光追(RT)核心,來模擬游戲場景中的光線物理變化。
它能夠做到物理上精確的陰影、反射和折射以及全局光照,在虛擬的游戲場景下,讓游戲中的物體更加具有真實(shí)感。
比如,黑悟空演示中的光影變幻。
還有火焰、煙霧和爆炸等場景看起來更加逼真,讓人有種身臨其境的感覺,都是光追的效果。
其實(shí),光線追蹤技術(shù)的算法,早在1979年就由TurnerWhitted提出了。為什么多年以后,才開始使用這項(xiàng)技術(shù)用于光線渲染呢?是因?yàn)樗枰挠?jì)算量過于龐大。
NVIDIA為了保證龐大的算力需求,在圖靈架構(gòu)中,每一個SM單元里都擁有一個RT CORE,專門為光線追蹤服務(wù)。RT CORE的工作原理,就是層次包圍盒遍歷算法:BVH(Bounding Volume Hierarchy Traversal)。
比如渲染對象是一只兔子,要計(jì)算一條光線和兔子本身的交互,就把兔子所在空間劃分成N個包圍盒,計(jì)算光線和哪一個包圍盒相交,是的話就再把這個包圍盒繼續(xù)劃分成N個更小的包圍盒,再次計(jì)算相交,如此反復(fù),一直找到和光線相交的三角形所在的包圍盒,再對這個三角形進(jìn)行最終的渲染。
BVH算法可以大大減少計(jì)算每一條光線最近相交點(diǎn)所需要遍歷的三角形數(shù)量,而且只需要進(jìn)行一次就能給所有光線使用,大大提高了執(zhí)行效率。
2.DLSS
光追速度快不快,還得需要另一項(xiàng)技術(shù)搭配使用。
那便是英偉達(dá)深度學(xué)習(xí)超級采樣 (DLSS) ,它是一種深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),能夠提升幀率并生成清晰的圖像。
DLSS全稱是Deep Learning Super Sampling,中文名為深度學(xué)習(xí)超級采樣技術(shù)。它能夠使用低分辨率圖像(比如1080P)生成高分辨率圖像(8K),再把8K圖像縮回4K,得到超級采樣抗鋸齒(SSAA)圖像。
NVIDIA DLSS 是唯一由 AI 驅(qū)動的超級分辨率技術(shù),這一優(yōu)勢能為游戲帶來最高可達(dá) 2 倍的性能提升。
比如在黑悟空霧氣濃重的場景中,都沒有出現(xiàn)幀數(shù)不穩(wěn)的情況,主要是得益于DLSS技術(shù)。
DLSS是NVIDIA繼TXAA之后推出的一種全新獨(dú)占抗鋸齒技術(shù),利用深度學(xué)習(xí)和AI的強(qiáng)大功能來訓(xùn)練GPU渲染清晰的游戲圖像。
DLSS的工作原理是圖像超分辨率技術(shù),基于AI和深度學(xué)習(xí)的一種優(yōu)化圖像的功能,通過英偉達(dá)的超算,不斷通過AI去學(xué)習(xí)超高分辨率的游戲圖像,將低分辨率圖像不斷還原補(bǔ)全細(xì)節(jié)。
因?yàn)槌闼懔薮螅运梢月パa(bǔ)全細(xì)節(jié),提高分辨率,運(yùn)用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,最終輸出各種細(xì)節(jié)接近完美且分辨率極高的圖像。
DLSS的運(yùn)算過程全部在RTX顯卡獨(dú)有的Tensor Core核心單元內(nèi)完成,所以并不會占用顯卡的CUDA通用運(yùn)算單元,避免了消耗顯卡的渲染性能和游戲幀數(shù)降低。
DLSS技術(shù)可以稱為顯卡渲染的里程碑。因?yàn)樵趫D形領(lǐng)域有個規(guī)律,要想要更好的畫質(zhì),一定要需要更好的性能,而DLSS 2.0這種革命性技術(shù)打破了這種規(guī)律,可在不影響圖像質(zhì)量的情況下提升性能。
開啟DLSS后,引擎的渲染會在1/2到1/4像素的低分辨率下運(yùn)行。一大半的像素級別的計(jì)算會省略。像素級別的計(jì)算非常耗費(fèi)時間和性能,通常來說,畫面越好的3A大作,越會消耗渲染性能,渲染性能越是瓶頸,而DLSS則越會提供更大的加速。
游戲中并不需要預(yù)置超高清圖像,只要用DLSS技術(shù),就啟用了驅(qū)動程序內(nèi)置的超算預(yù)先計(jì)算好的模型,玩游戲打開DLSS功能就會調(diào)用。
DLSS真正的特殊之處在于,它是第一個AI算法,同時生成穩(wěn)定圖像,還沒有抖動假影。每個游戲都能捕捉到高質(zhì)量的圖像序列,避免了實(shí)時渲染的高成本,并且游戲渲染也非???。
它也是唯一可以利用深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),確保圖像質(zhì)量媲美原生分辨率的畫面縮放技術(shù)。在沒有 AI 支持的縮放技術(shù)的情況下,放大后的圖像會產(chǎn)生難看的瑕疵,如運(yùn)動偽影、閃爍和暗淡、模糊的紋理。
借助DLSS技術(shù),首先能帶來畫質(zhì)的提升。通過先進(jìn)的時間反饋技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)更清晰的圖像細(xì)節(jié),同時能夠提高幀與幀之間的穩(wěn)定性。
使用DLSS「畫質(zhì)」模式在1080p分辨率下捕捉的圖像
其次,能夠提升幀率和分辨率。全新的AI網(wǎng)絡(luò)可以更高效地使用 Tensor Cores 來達(dá)成2倍于原來版本的速度,這提高了幀率,并消除以前顯卡、設(shè)置和分辨率上的限制。
目前,DLSS已經(jīng)更新到2.4.0版本。
看這2倍提升后的游戲性能,幀率和畫質(zhì)真是沒得說。
現(xiàn)在,NVIDIA DLSS已經(jīng)應(yīng)用于200款游戲和應(yīng)用中。
網(wǎng)友熱評
看過英偉達(dá)展示的這個視頻后,網(wǎng)友紛紛擔(dān)心自己的顯卡會不會爆。
大家更關(guān)心的是,黑悟空究竟什么時候能來?