圖靈、帕斯卡齊上陣《古墓麗影：喑影》光線追蹤及DLSS性能需求測(cè)試

張祖強(qiáng)

去年RTX顯卡發(fā)布時(shí)，NVIDIA就宣布《古墓麗影：暗影》是支持光線追蹤的游戲之一。然而當(dāng)玩家們興致勃勃地為自己的游戲主機(jī)裝入剛上市的RTX顯卡，并進(jìn)入《古墓麗影：暗影》準(zhǔn)備體驗(yàn)光線追蹤時(shí)才發(fā)現(xiàn)，這款游戲尚未支持光線追蹤，這的確令玩家們大失所望，難道這只是老黃給玩家們畫的大餅嗎？當(dāng)《古墓麗影：暗影》即將進(jìn)入“養(yǎng)老期”時(shí)，這款游戲終于在今年3月下旬迎來(lái)對(duì)光線追蹤和DLSS技術(shù)的支持。就在我們準(zhǔn)備對(duì)這款游戲的光線追蹤和DLSS性能需求進(jìn)行測(cè)試時(shí)，NVIDIA又推出了新的顯卡驅(qū)動(dòng)，更新該驅(qū)動(dòng)之后，沒(méi)有搭載RT Core的GTX 16系和部分GTX 10系顯卡也能支持光線追蹤技術(shù)。于是我們決定將圖靈顯卡和支持光線追蹤的帕斯卡顯卡——請(qǐng)出，看看它們?cè)谶\(yùn)行《古墓麗影：暗影》時(shí)究竟能擁有怎樣的性能表現(xiàn)。

多款帕斯卡架構(gòu)顯卡支持光線追蹤

從NVIDIA公布的消息來(lái)看，安裝最新的NVIDIA GeForce顯卡驅(qū)動(dòng)之后，GTX 1660 Ti和GTX 1660這兩款基于圖靈架構(gòu)的顯卡，以及GTX 1060 6GB、GTX 1070、GTX 1070 Ti、GTX 1080和GTX 1080 Ti這5款基于帕斯卡架構(gòu)的顯卡均能支持光線追蹤技術(shù)。不過(guò)鑒于上述7款顯卡并沒(méi)有搭載專門用于光線追蹤渲染的RT Core，所以從理論上來(lái)說(shuō)，這些顯卡在進(jìn)行光線追蹤實(shí)時(shí)渲染的效率會(huì)遠(yuǎn)低于擁有RT核心的RTX顯卡。那么這些顯卡能否流暢運(yùn)行開(kāi)啟光線追蹤之后的《古墓麗影：暗影》呢？從NVIDIA的官方資料來(lái)看，在2.5K分辨率（2560×1440）和光線追蹤等級(jí)設(shè)定為“高”時(shí)，上述7款顯卡僅有GTX 1080 Ti運(yùn)行《古墓麗影：暗影》的平均游戲幀率達(dá)到30fps的基本流暢水平，不得不說(shuō)，它們的表現(xiàn)難免有些不盡人意。那么它們?cè)?080p和4K分辨率下的表現(xiàn)如何呢？在測(cè)試環(huán)節(jié)中我們會(huì)進(jìn)行重點(diǎn)考察。

不同游戲支持不同類型的光線追蹤

也許有的玩家對(duì)光線追蹤技術(shù)并不太熟悉或者對(duì)其技術(shù)特點(diǎn)已經(jīng)有所遺忘，所以我們不妨先來(lái)回顧一下。光線追蹤是一種渲染技術(shù)，它的主要目的是通過(guò)計(jì)算光和渲染物體之間的反應(yīng)，得到正確的反射、折射、陰影、全局照明等結(jié)果，從而逼真地模擬場(chǎng)景和場(chǎng)景內(nèi)對(duì)象的光照情況。目前主流的光線追蹤技術(shù)并不是將場(chǎng)景內(nèi)的光線投射至用戶眼睛，而是通過(guò)2D觀察平面（像素平面）將光線實(shí)際投射或者從視圖相機(jī)向后拍攝到3D場(chǎng)景中，并回到光源的光線。一般來(lái)說(shuō)，反向跟蹤過(guò)程比正向跟蹤光源的光線更有效，因?yàn)橹挥写┻^(guò)視平面到達(dá)眼睛的光線才會(huì)被計(jì)算。

在關(guān)于光線追蹤的介紹圖例和相關(guān)報(bào)道中，相信玩家們見(jiàn)過(guò)較多的就是光線追蹤的鏡面反射效果。的確，鏡面反射效果非常直觀，而且在首款支持光線追蹤技術(shù)的游戲《戰(zhàn)地5》中，開(kāi)啟光線追蹤之后的鏡面反射效果也非常明顯。不過(guò)正如前文所說(shuō)，光線追蹤不僅能實(shí)現(xiàn)反射效果，而且還能呈現(xiàn)出更加逼真的折射、陰影和全局照明等效果。因此，《戰(zhàn)地5》中的鏡面反射效果只是光線追蹤技術(shù)的一種應(yīng)用實(shí)例。

在NVIDIA近期公布的資料中，我們看到不同的游戲支持不同類型的光線追蹤效果。例如，在RTX顯卡上市之初我們體驗(yàn)的《星球大戰(zhàn)》測(cè)試Demo就同時(shí)支持反射、陰影和環(huán)境光遮蔽這3種渲染效果。而我們此前測(cè)試的《地鐵：離去》則支持的是全局照明和環(huán)境光遮蔽這兩種效果，這也就解釋了我們?yōu)槭裁丛跍y(cè)試《地鐵：離去》時(shí)，幾乎無(wú)法在水面、冰面和鏡面上找到光線追蹤開(kāi)啟和關(guān)閉的區(qū)別——因?yàn)檫@款游戲根本就不支持反射效果。此外，本次評(píng)測(cè)的《古墓麗影：暗影》則僅支持陰影這一種渲染效果。

不同光線追蹤等級(jí)下的游戲畫面

從上面4張圖片我們可以看到，相比關(guān)閉光線追蹤，其等級(jí)設(shè)定為“中”時(shí)，圖片左上角和與下角的樹(shù)葉陰影有細(xì)微變化，但如果不仔細(xì)觀察就比較容易忽略掉。不過(guò)當(dāng)光線追蹤等級(jí)進(jìn)一步提升至“高”之后，樹(shù)葉陰影的變化就非常明顯——在光線追蹤效果渲染下，陰影更加真實(shí)柔和，并且擁有與真實(shí)情況基本致的明暗邊界。不像關(guān)閉DxR時(shí)，陰影基本只是渲染的貼圖，而不是隨著真實(shí)的光線環(huán)境進(jìn)行變化。最后我們將光線追蹤等級(jí)提升至“非常高”，可以看到樹(shù)葉和勞拉的影子變化都不算特別明顯，如果不是仔細(xì)對(duì)比都不容易發(fā)現(xiàn)。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證《古墓麗影：暗影》中不同光線追蹤等級(jí)帶來(lái)的變化是否相同，我們另外找到了一個(gè)同時(shí)包含植物和人物陰影的場(chǎng)景。通過(guò)對(duì)比上面4張圖片我們可以看到，當(dāng)光線追蹤等級(jí)從“關(guān)”調(diào)節(jié)至“中”之后，植物和人物的陰影邊緣在整體視覺(jué)上的變化并不明顯。不過(guò)當(dāng)光線追蹤等級(jí)調(diào)節(jié)至“高”之后，3個(gè)紅色方框中的陰影輪廓變得更加真實(shí)柔和。不僅如此，除了方框中的陰影，玉米叢中的陰影也變得更加豐富，視覺(jué)上也更加逼真。此外，當(dāng)光線追蹤等級(jí)調(diào)節(jié)至“非常高”之后，植物和人物的陰影只是在光線追蹤等級(jí)為“高”的基礎(chǔ)上僅發(fā)生略微變化。

除了植物和人物的陰影之外，我們還在游戲中的其他場(chǎng)景對(duì)比了不同光線追蹤等級(jí)下的游戲畫面，其中一個(gè)場(chǎng)景就是在點(diǎn)燃火堆的室內(nèi)。選擇這個(gè)場(chǎng)景是因?yàn)槲覀冊(cè)凇兜罔F：離去》中找到了光線追蹤發(fā)揮作用的畫面，所以我們?cè)谶@場(chǎng)景中進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)比上面4張圖片我們可以看到，除了在光線追蹤為“關(guān)”和”中”這兩個(gè)等級(jí)時(shí)，兩個(gè)紅色方框中的地面細(xì)節(jié)略有不同，光線追蹤等級(jí)進(jìn)一步提升也并沒(méi)有出現(xiàn)明顯變化。不僅如此，畫面中的石壁亮度，器皿的陰影等細(xì)節(jié)也沒(méi)有發(fā)生明顯改變，這也就證明了《古墓麗影：暗影》并不支持全局照明和環(huán)境光遮蔽這兩種效果。

為了對(duì)比光線追蹤等級(jí)提升之后，《古墓麗影：暗影》中的水面反射是否會(huì)出現(xiàn)變化，最后一個(gè)測(cè)試場(chǎng)景我們選擇在水池邊。在仔細(xì)對(duì)比了光線追蹤分別為“關(guān)”、“中”、“高”和“非常高”這4個(gè)等級(jí)的截圖之后我們看到，水面上植物的倒影并沒(méi)有發(fā)生明顯變化，反而是樹(shù)葉和樹(shù)根的影子變化更加惹眼。在不同光線追蹤等級(jí)下，紅色方框中的樹(shù)葉和樹(shù)根的影子變化規(guī)律和我們?cè)诘谝缓偷诙€(gè)測(cè)試場(chǎng)景中的變化一致一光線追蹤為“中”和“高”之間的游戲畫面變化非常明顯，而光線追蹤為“關(guān)”和“中”之間，以及光線追蹤為“高”和“非常高”之間的變化則比較小。

我們本次測(cè)試將探究以下幾個(gè)問(wèn)題：一、RTX顯卡在運(yùn)行開(kāi)啟不同光線追蹤等級(jí)的《古墓麗影：暗影》時(shí)，游戲平均幀率能達(dá)到多少;二、在開(kāi)啟DLSS之后，RTX顯卡在運(yùn)行《古墓麗影：暗影》的平均幀率會(huì)有多大幅度的提升;三、支持光線追蹤的GTX16系列顯卡和GTX 10系列顯卡在運(yùn)行開(kāi)啟光線追蹤之后的《古墓麗影：暗影》，其游戲平均幀率能夠達(dá)到怎樣的水平。

為了找到以上問(wèn)題的準(zhǔn)確答案，我們決定讓參測(cè)顯卡分別在1080p、2.5K和4K分辨率，以及“RT關(guān)+DLSS關(guān)”、“RT中+DLSS關(guān)”、“RT高+DLSS關(guān)”、“RT非常高+DLSS關(guān)”和“RT非常高+DLSS開(kāi)”這5種設(shè)定下測(cè)試游戲平均幀率。需要說(shuō)明的是，我們不推薦GTX 1660 Ti、GTX 1660、GTX 1070和GTX1060 6GB在4K分辨率下運(yùn)行多數(shù)游戲大作，所以上述4款顯卡不會(huì)在4K分辨率下進(jìn)行測(cè)試。此外，RTX 2080 Ti和RTX 2080在1080p分辨率下不支持DLSS，所以我們無(wú)法在“RT非常高+DLSS開(kāi)”設(shè)定下獲得測(cè)試成績(jī)。

從我們的測(cè)試成績(jī)可以看到，隨著光線追蹤等級(jí)的提升，4款RTX顯卡運(yùn)行《古墓麗影：暗影》的平均游戲幀率也逐漸下降。在不同的光線追蹤等級(jí)之間，“中”和“高”這兩種光線追蹤等級(jí)之間的游戲平均幀率變化最為明顯，這也和我們?cè)诋嬅鎸?duì)比中的結(jié)果比較相似。此外，相比關(guān)閉光線追蹤時(shí)的測(cè)試成績(jī)，4款RTX顯卡在光線追蹤設(shè)定為“非常高”之后，運(yùn)行《古墓麗影：暗影》的游戲平均幀率下降幅度都非常明顯。不過(guò)，此時(shí)就該DLSS大顯身手了。

在光線追蹤設(shè)定為“非常高”時(shí)，我們直接打開(kāi)DLSS。從測(cè)試成績(jī)可以看到，游戲幀率明顯提升。特別是在4K和“非常高”畫質(zhì)設(shè)定下，上述4款RTX顯卡在光線追蹤設(shè)定為“非常高”并開(kāi)啟DLSS之后，測(cè)得的平均幀率都已經(jīng)逼近甚至超過(guò)關(guān)閉光線追蹤時(shí)的測(cè)試結(jié)果。不過(guò)值得注意的是，當(dāng)游戲分辨率調(diào)低之后，開(kāi)啟DLSS所帶來(lái)的幀率提升幅度也會(huì)隨之降低。也就是說(shuō)，如國(guó)GPU的負(fù)載越高，DLSS能夠帶來(lái)的性能提升也就越高

GTX 16系和10系顯卡：光線追蹤性能測(cè)試

參與這部分測(cè)試的7款顯卡中，GTX 1080 Ti的理論性能最強(qiáng)，但它在面對(duì)開(kāi)啟光線追蹤之后的《古墓麗影：暗影》也顯得有些艱難。例如在1080p分辨率和光線追蹤設(shè)定為“非常高”時(shí)，GTX 1080 Ti運(yùn)行《古墓麗影：暗影》的平均幀率已經(jīng)下降到48fps。即使是將光線追蹤降低為“高”，平均游戲幀率也無(wú)法提升到60fps的絕對(duì)流暢基準(zhǔn)線。此外，在1080p分辨率和光線追蹤設(shè)定為“高”時(shí)，GTX 1660 Ti、GTX 1660、GTX 1080、GTX1070 Ti和GTX 1070這5款顯卡運(yùn)行這款游戲的平均幀率勉強(qiáng)能夠達(dá)到30fps的流暢基準(zhǔn)線，而GTX 1060 6GB在上述設(shè)定下的測(cè)試成績(jī)則低得可憐。不僅如此，參與這部分測(cè)試的7款顯卡在2.5K和4K分辨率下運(yùn)行開(kāi)啟光線追蹤的《古墓麗影：暗影》就顯得更加吃力。因此我們認(rèn)為，參與這部分測(cè)試的7款顯卡只適合在1080p分辨率下簡(jiǎn)單體驗(yàn)開(kāi)啟光線追蹤的《古墓麗影：暗影》。

玩“光追”還得靠RTX顯卡

雖然《古墓麗影：暗影》只加入了光線追蹤的陰影渲染效果，但從我們的測(cè)試成績(jī)來(lái)看，只有搭載RT核心，并且支持DLSS的RTX顯卡才能夠在這款游戲中為玩家們提供更逼真并且足夠流暢的游戲畫面。例如，RTX 2080 Ti和RTX 2080能夠在2.5K分辨率，光線追蹤等級(jí)為“非常高”+開(kāi)啟DLSS設(shè)定下，運(yùn)行《古墓麗影：暗影》的平均幀率達(dá)到60fps的絕對(duì)流暢基準(zhǔn)線。RTX 2070和RTX 2060能夠在1080p分辨率，光線追蹤等級(jí)為“非常高”+開(kāi)啟DLSS設(shè)定下，運(yùn)行《古墓麗影：暗影》的平均幀率達(dá)到或者逼近60fps。對(duì)于沒(méi)有搭載RT核心并且不支持DLSS的GTX 16系和部分GTX 10系顯卡，我們只推薦在1080p下體驗(yàn)光線追蹤。此外，考慮到光線追蹤等級(jí)為“高”和“非常高”之間的畫面變化并不明顯，而且當(dāng)光線追蹤設(shè)定為“非常高”之后，游戲幀率會(huì)更低，所以我們建議玩家們將光線追蹤等級(jí)設(shè)定為“高”即可。綜上所述，想要在《古墓麗影：暗影》中體驗(yàn)逼真并且足夠流暢的游戲畫面，那就還得手持RTX顯卡。對(duì)于已經(jīng)入手GTX 16系和GTX 10系顯卡的玩家，我們更建議你們?cè)?080p分辨率下簡(jiǎn)單體驗(yàn)光線追蹤帶來(lái)的逼真游戲畫面即可。因?yàn)槿绻L(zhǎng)時(shí)間使用上述7款顯卡在《古墓麗影：暗影》中體驗(yàn)光線追蹤，不夠流暢的游戲幀率往往會(huì)給你帶來(lái)糟糕的游戲體驗(yàn)。