光线追踪,尽管它在电影业中已经存在了很长时间，但它仍然是一个相当令人困惑的术语，尤其是在涉及视频游戏方面。从本质上讲，它是一种使光线以逼真的方式表现的技术,它让游戏更加逼真和身临其境。你不会被物体以自然方式反射的光线所吸引吗？现实与幻想之间难以区分的界限无疑是吸引人的。

什么是光线追踪？
想象一下，你正在玩??一款PC游戏，也许这是一款像赛博朋克2077这样的开放世界游戏，其中有大量的对象和纹理。当你躲进小巷以躲避敌人并喘口气时，你会注意到霓虹灯从潮湿的人行道上反射出来的粉红色光芒，那就是光线追踪。你的显卡会实时渲染这些超逼真的效果，从而营造出更加动态的环境，这意味着阴影将根据太阳的位置移动并且看起来更柔和。但是让我们再深入一点，好吗？

光线追踪通过使用跟踪光束的算法来工作。当光线照射到一个物体或表面时，算法会计算它与它相互作用的方式，以及它与从它们自己的不同表面反射回来的其他光线相互作用的方式，这个想法是模仿人眼如何实时处理光线和阴影，这就是它看起来如此逼真的原因。要更深入地了解光线追踪的工作原理，尤其是在 Nvidia 显卡上，请阅读Nvidia Turing GPU 深度潜水的“RT Core”部分（光线追踪在 Turing 驱动的 GeForce RTX 20 系列的主流显卡中首次亮相） ，或者对 Microsoft 的 DirectX Raytracing API 的原始报道，它是Windows 系统上光线追踪的支柱。

虽然光线追踪产生了令人印象深刻的结果，但它对你的GPU来说可能相当繁重，因为跟踪所有这些光线需要大量的电力。追踪所有这些光线的计算成本也很高。这就是大多数视频游戏通常使用传统光栅化的原因。它速度更快，并且不会消耗太多资源。即使是支持光线追踪的游戏，也倾向于依赖光栅化来实现绝大多数视觉效果，只为少数关键功能部署尖端的照明效果。

光栅化
光栅化是大多数视频游戏的传统渲染方式。简单来说，就是 GPU 组装 3D 场景的过程。我喜欢将GPU视为雕塑家，将多边形视为粘土。设置好场景后，这些多边形将转换为 2D 像素，然后通过阴影、照明、颜色和纹理进行微调。光栅化的一个限制是不准确的照明效果。这种技术不能像光线追踪那样，完全跟踪光线并计算它应该如何击中虚拟物体，这迫使开发人员将大量工作投入到“伪造”照明及其相关效果上。

在受支持的游戏中，这就是光线追踪的用武之地——尽管即使有限的光线追踪功能开始发挥作用，你的帧速率仍然会直线下降。这就是为什么光线追踪的兴起与新的图像上采样技术齐头并进，这些技术有助于减少显卡的负载，提高性能。

DLSS 和 FSR
DLSS 是 Nvidia 的深度学习超级采样的首字母缩写。该技术通过以较低的分辨率渲染视频游戏，然后将这些帧放大到你选择的分辨率，使用人工智能和来自多个帧的时间数据来帮助填补空白。这个想法是在不牺牲性能的情况下让游戏看起来尽可能清晰。那么，这项技术与光线追踪有什么关系呢？嗯，它应该让光线追踪工作得更快。因为光线追踪给你的 GPU 带来了很大压力，所以大多数游戏都跌破了可观的每秒 60 帧。DLSS通过减轻GPU的压力来帮助改进光线追踪。

FSR代表 FidelityFX Super Resolution，是AMD 的升级解决方案。与Nvidia 的 DLSS 类似，FSR 会降低游戏的分辨率，然后使用“空间”放大技术以你选择的全部分辨率显示游戏。换句话说，你的游戏看起来会比实际运行的分辨率更高。不过，FSR 与 DLSS 有点不同。一方面，它适用于不同代的 GPU，包括 Nvidia 的 GeForce 卡。源代码对开发人员也是免费的，这真是太棒了。如果你将 FSR 的空间升级设置为更快的性能选项，则 FSR 的空间升级对视觉质量的影响比 DLSS 更明显，但在设置为质量或超质量预设时，两者都能很好地工作，尤其是在像素压缩的 1440p 或 4K 显示器上。

光线追踪对PC性能有巨大影响，因为它需要系统提供更多处理能力。你肯定会看到帧速率直线下降，这真是令人遗憾。即使使用最强大的GPU，也会发生这种情况。支持光线追踪的游戏也不多，而且那些只支持光线追踪的一些效果——比如反射或阴影——而不是像上面的 Minecraft 视频那样完全路径追踪。也就是说，如果你真的很在意美学并拥有合适的显卡，那么你绝对应该尝试一下。如果做得好，逼真的效果看起来确实令人难以置信。