光線追蹤遊戲新成員:《重返德軍總部:新血脈》RTX效果測試

2020-04-01     超能網

在NVIDIA的大力推動下,這兩年支持RTX光線追蹤技術的遊戲越來越多了,比如在去年7月份發售的《重返德軍總部:新血脈》就是RTX遊戲陣容的最新成員之一,它是《重返德軍總部》的最新作品,由MachineGames和Arkane Studios共同開發,Bethesda發行。遊戲在發售前宣傳時宣布支持RTX光追技術,不過沒有在發售後的第一時間提供支持。在今年的CES 2020大展上,NVIDIA在宣傳RTX時重點提到了遊戲將於1月初正式加入對RTX的支持,而在遊戲更新過後,人們驚奇地發現它搭載的DLSS技術與一年前的DLSS相比,有較大的提升。現在我們知道,這款遊戲實際上是首款搭載DLSS 2.0技術的遊戲,在DLSS的質量上站上了一個台階,同時在性能優化上做得更好了。那麼在新技術的加持下,GeForce RTX 2080 SUPER能否開啟RTX特效在4K解析度下一戰呢?本文就針對這點來測試一番。

RTX及DLSS技術簡介

相信不少讀者已經有RTX技術有一定的了解了。NVIDIA的RTX技術主要著重點在於將實時光線追蹤這一特性集成進現代遊戲,將原本完全基於光柵化方式進行渲染的遊戲變為以光柵化為主、實時光線追蹤計算為輔的渲染方式,從而帶來更為真實而精緻的畫面。

基於光線追蹤的渲染實際上並不是什麼新東西,在上世紀的電影工業中就已經應用了相關技術來製作以假亂真級別的CG,但由於其計算開銷過大等原因,它被限制在專業領域中,遲遲沒有降低到民用級。不過隨著2018年NVIDIA發布Turing架構,情況就開始有所改觀,它通過在硬體上引入光線追蹤專屬計算單元來對光追進行加速處理,從而實現了實時光追效果。

NVIDIA的RTX採用的算法是對光線的路徑做逆運算,也就是從原本的光線終點——人眼——去倒推光線的傳播路徑。尋找光線與物體的交點這一過程是光線追蹤主要耗時的地方之一,常用的BVH(層次包圍盒)算法可以二分法的形式減少搜索交點所需要的時間,它實際上是一個不斷循環的過程。它可以由普通的CPU、GPU做通用計算來完成,也可以交由專用的計算硬體來解決。顯然,後者的效率要高得多。在Turing架構中首次登場的RT Core就是這樣一個高效的硬體單元,將光線追蹤相關的計算交給RT Core,既提高了效率,也降低了計算成本,可以說,它打開了人們低成本使用光線追蹤特效的大門。

當然,啟用實時光線追蹤會影響到性能表現,為了緩和性能損失,NVIDIA將他們在AI技術上的研究應用到遊戲中,開發出了深度學習抗鋸齒(DLSS)這一全新抗鋸齒技術,它可以將低解析度畫面以較高的質量拉伸成高解析度畫面,從而提高了畫面幀數。而最近NVIDIA正式將DLSS升級到2.0版本,新的DLSS不僅在靜態畫面上有較大提升,對於動態畫面也有比之前好的多的畫面質量,

《重返德軍總部:新血脈》就是這麼一款集成了RTX技術與DLSS 2.0技術的遊戲,接下來讓我們以遊戲中的實際場景來看看光線追蹤體現在哪,以及DLSS 2.0對畫面的影響之處。

遊戲RTX畫面對比

《重返德軍總部:新血脈》使用的遊戲引擎是與重啟版《DOOM》相同的id Tech 6引擎,它使用Vulkan作為圖形API,應用的光線追蹤效果也是基於NVIDIA開發的Vulkan光追擴展,主要使用的光線追蹤技術作用於遊戲的光線倒影效果上,在地面、鏡面和水面上相較於原本有更好的效果。

具體到實際遊戲中,你可以在地面的水窪,窗戶玻璃以及各種涉及到倒影效果的地方,看到光線追蹤技術帶來的畫面區別,比如說:

在傳統光柵化渲染下,水面的倒影為簡單的倒置法線上面的圖像,在此例中,可以看到RTX開啟後的倒影中,招牌的倒影光照效果更為貼近現實。

再來看這組對比,可以清晰地看到右側門上方的燈在開啟光追之後,其倒影變得更為真實,而從這個點光源散發出的光線經過多次反射,照亮了右上方的管道,而在傳統光柵化之下,地面倒影只是簡單的倒置、淡化上部物體。

更加明顯的就是玻璃的反射效果,在開啟光追效果之後,玻璃出現了豐富的反射效果,顯示出了視野外的物件,而在傳統光柵下之下,它並沒有額外的反射效果,只是簡單透視內部情況。

除了光線追蹤倒影效果之外,遊戲支持的DLSS 2.0技術提供了三檔效果調節,分別為性能、平衡和質量。

從上到下分別是DLSS Off、性能預設、質量預設

原生解析度下的地面材質顯得非常清晰,層次感分明,在性能預設下,由於渲染解析度的降低,斑馬線表面和部分地面的表面出現了一定的模糊,在質量預設下,整體細節好了不少,可以說是以假亂真了。

從上到下分別是DLSS Off、性能預設、質量預設

如果說地面算是複雜近景材質的話,那麼上面這個標牌算是簡單的遠景材質了。可以看到在性能預設下,DLSS處理過的文字邊緣有一定的劣化跡象,而在質量預設下,看上去與原生渲染沒有太大的區別。

性能測試

測試平台及說明

我們搭建了一套次頂級的遊戲平台以較為完整地測試《重返德軍總部:新血脈》在RTX和DLSS選項開關時的性能差異,平台配置如下表:

本次測試使用的顯卡為映眾GeForce RTX2080 SUPER冰龍超級版,它隸屬於映眾高端的冰龍超級版系列,使用的是公版PG180方案,不過對核心進行了官方超頻,其Boost頻率最高可達1845MHz。

散熱方案上,映眾GeForce RTX2080 SUPER冰龍超級版使用了大底銅板,同時照顧核心與顯存的散熱,熱管與銅板的接觸面積非常大,有利於迅速將核心以及顯存部分的熱量傳導到熱管中。

另外它的熱管有一些區別,映眾GeForce RTX2080 SUPER冰龍超級版使用了兩根直徑更粗的8mm熱管,配合其他三根常規熱管,它有著更高的散熱承載能力。

鑒於遊戲集成了基於VRS技術的NVIDIA自適應著色技術,會影響到遊戲的幀數和畫面質量,在測試時予以關閉,除此之外,遊戲的視頻質量配置位於「我命休矣!」這一最高檔位,另外,關閉垂直同步、幀數限制置於1000fps(最高)位置。測試成績由遊戲內置的基準測試給出,它一共內建了兩個測試場景,「河濱」場景環境位於室外,地面有大大小小的水窪,測試路線兩旁有許多房屋和商鋪;而「X實驗室」場景是室內場景,其擁有封閉式的光線反射環境,在打開光線追蹤反射效果的情況下它的光線反射、散射等情況更為複雜,計算壓力更高。以下用「場景一」代表「河濱」,用「場景二」代表「X實驗室」。

RTX測試

先來看RTX開關情況下的對比測試,此時關閉遊戲的DLSS開關,所有測試結果均在原生解析度下得到:

可以看到,由於遊戲中存在大量基於光線反射而形成的光影細節,在開啟RTX特效之後,幀數掉落還是比較明顯的。映眾GeForce RTX2080 SUPER冰龍超級版在4K解析度下的平均幀跌落到了50fps以內,最小幀也不過40fps,雖然不是不能玩,但相比起流暢線的60fps還是差了一點。而在1440p解析度下,開啟光追後也是有較大的性能損失,從原本能夠觸及144fps跌落到100fps以內,最小幀也勉強過60fps線。在1080p解析度下,次頂級的RTX 2080 SUPER自然是沒有什麼壓力的。

DLSS測試

在不開RTX的情況下,就算是映眾GeForce RTX2080 SUPER冰龍超級版這樣一張次頂級顯卡在面對4K解析度和光追特效時也很吃力,那麼現在就要請出DLSS 2.0來輔助一番了。我們測試了在三種預設——性能、平衡與質量下面的幀數表現,另外還測試了RTX開關情況下的區別。

在開啟DLSS 2.0的情況下,即使是面對4K解析度和光追特效,映眾GeForce RTX2080 SUPER冰龍超級版也能夠提供最高平均約有90fps的幀數,比DLSS關閉的情況下幀數提高了將近一倍!而此時的畫面質量仍然在可以接受的範圍內,比起早期DLSS那「有些糊」的畫面是好了不少的,在動態場景下可以說已經注意不到大的區別了。

關閉RTX的情況下,面對4K解析度,DLSS 2.0仍然能夠提供最高約50%的性能提升,同樣地,此時就算是「性能」預設,其畫質損失也控制的非常好,需要放大才能看到區別,在實際遊戲中鏡頭快速移動的情況下,基本注意不到區別。

另外我們也注意到,相比起4K解析度下巨大的提升,在1080p下面DLSS 2.0帶來的提升幅度要弱一些,當然此時就算開啟光追,它的幀數也有100+fps,屬於非常流暢的範疇。

總結:DLSS 2.0加持下,RTX 2080 SUPER可戰4K RTX

通過以上測試,我們可以看到新版的DLSS可以有效提升RTX 2080 SUPER顯卡在高解析度下的幀數表現,並且將畫質損失控制在一個非常小的水平內,這張映眾GeForce RTX2080 SUPER冰龍超級版也成功地在4K光追下面提供流暢的幀數。

DLSS這項技術經過一年多的發展,可用性終於是提高了不少,而RTX系列顯卡用戶則是這項技術升級的最大受益者,對於很多預算有限、承受不起頂級的RTX 2080 Ti的玩家來說,退一步,選擇便宜不少的RTX 2080 SUPER也可享受流暢的4K光追遊戲體驗了,省出的錢還可以用來提升CPU、內存等遊戲關鍵配件。

相信未來隨著AI技術的發展,DLSS將會帶來更大的性能增益,而RTX效果也會在下世代遊戲主機的推動下越來越強。另外RTX系列顯卡還支持Mesh Shaders和VRS等DirectX 12 Ultimate的功能,這些功能如何得到適當運用,也可以大幅提升顯卡的處理效率,增加幀數,所以現在選擇一張RTX顯卡,是可以「戰未來」的。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-hk/lX1TOHEBrZ4kL1Vit40A.html