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NVIDIA 的豪赌:RTX 系列显卡正式上市

Ray Tracing 会是期待中的典范转移,又或者只是噱头?

Andy Yang
2018 年 9 月 20 日, 傍晚 07:30
Engadget

虽然少了最高端的一员NVIDIA 的 RTX 2000 系列显卡今天正式上市,各大游戏网站的跑分也陆续出炉,但事实上可能就这难得的一次,跑分结果并不重要 -- NVIDIA 想做的是将消费显卡市场引领向一个完全不一样的方向,并为此投入了大量的资源。这些努力不是传统跑分能看出成果的,因此在讨论究竟 RTX 是否是个大跃进之前,有必要先来认识清楚究竟 Ray Tracing 和 Turing 引擎到底在做什么。

真实世界中的光线,是由光源发出后,朝向四面八方射出,每次与物体接触,就会发生反射、折射、散射等光学现象,最后由眼睛所捕捉,产生影像。想要模拟一整个场景中每一条光线是近乎不可能的,再强的超级电脑都很难做渲染,更别说即时运算了。然而多年来,科学家还是发现了有一些小撇步可以让计算光线更简易,最主要就是将光线的方向反过来,变成由眼睛作为起始点,向外投射射线到整个场景,只要眼睛看得到的画面元素才需要进一步去计算,眼睛看不到的就全部忽略;或是如果由眼睛看到的一点,再向折射的反方向看过去,没有光源的话,那这个点就应该在阴影中等等。套用这些简化方法的渲染手段称为「Ray Tracing」,为电影特效带来了以假乱真的画面,也勉强可以在合理的时间内完成运算。



但对于有大把预算的电影公司来说算是「合理」的时间,是一般消费者所不可及的,因此在消费型的显卡上,过去用的一直是个有点偷吃步的方式,将光影的计算用模拟的方式,套用画面中 3D 物件的表面材质上。这种称为 Rasterization 的做法可以达到极好的效果,但因为难以叠加不同物体对光线的影响在一起,因此碰到透明物体、或是散射的光线时,就会失去一些真实感,让游戏画面总是有那么一点「假假的」。不过随着显卡运算能力愈来愈强大,终究还是有方法可以增加模拟的复杂度,让游戏引擎的拟真度一点一点地在增进。

但到了现在,我们来到了一个有趣的分岐点:增加游戏引擎拟真度所需的运算力,已经开始逼近初级的 Ray Tracing 了。如此一来,问题就变成我们要继续用偷吃步的假方式来产生画面,还是干脆就切成更能反应真实世界光影变化的 Ray Tracing?NVIDIA 的豪赌,就是认为现在已经到了可以转换的时候,并且率先推出了这一系列花费了大量芯片空间来实现 Ray Tracing 的 RTX 2000 系列显卡,甚至连沿用多年的 「GTX」品牌都换成了「RTX」。



实在的说,就算是强如 RTX 2000,也尚无法真的完美实现即时的 Ray Tracing,因此 NVIDIA 采用的是一种复合式的画面呈现,将大部份的元素先用 Rasterization 来完成后,特定的光影效果再利用专职 Ray Tracing 的「RT Core」来完成,最后叠合在一起。但就算如此,在支持的游戏下还是可以产生前所未见的特效,像是我们在发布会上看到的水面反射、半透明的窗户、甚至是枪管上的反光等,在全局照明上也可以产生更具气氛的环境灯光。

但关键字还是在于「支持的游戏」这五个字上。作为游戏业界有力的推手,NVIDIA 已经让不少游戏商「上车」,加入 Ray Tracing 的行列,但终究这只是视觉上的一种呈现方式,不是所有的游戏都需要,也不见得所有的消费者都在意。在现在只有极少数显卡支持的情况下,观望中的游戏开发商恐怕还是占大多数的,而且在可预见的未来这状况都将持续下去。



所以真正一般消费者在当前购入时所关心的,恐怕还是在不支持 Ray Tracing 的游戏中,RTX 2000 系列显卡能有多少的提升,而这里 NVIDIA 端出来的法宝,是个称为「DLSS」的技术。DLSS 是个利用了 Turing 架构中,与 AI 学习相关的 Tensor Core 的一个深度学习技术,将反锯齿补偿的运算,交由 AI 来进行。这可以大幅减轻显卡的运算负担,特别是在高分辨率的画面下差距更明显。也是 NVIDIA 所宣称的帧数差异的主要来源。由于 AI 模型的训练由 NVIDIA 进行,相关的更新也将经由驱动程序,因此相对来说这个功能的游戏支持性要简易得多,应该能较快看到它的普及。



之所以称 RTX 2000 是 NVIDIA 的「豪赌」,是因为 NVIDIA 放了大把的资源 -- 包括开发和芯片空间 -- 到一个当前没有任何游戏支持,下一代发布前恐怕也只有极少数游戏支持的功能上。就当前来说,一般消费者能直接看到的帧数差异,4K 的话同级产品(RTX 2080Ti vs GTX 1080Ti 或 RTX 2080 vs GTX 1080)间大约是 25% 上下。NVIDIA 要能靠这些升级(再加上 Ray Tracing 未来的大饼)吸引足够多的消费者购入 RTX 显卡,然后再靠着这些已经有 RTX 显卡的玩家,来说服游戏商加入 RTX 的行列。如果 NVIDIA 成功的话,将可望再主宰好几代的显卡市场,但 RTX 的高单价和相对单薄的「立即性」性能提升,让 NVIDIA 的位置相对尴尬了一些。

是直上 RTX,为未来做准备,并且为 NVIDIA 的愿景投下赞成票;又还是先观望个一两代,甚至捡一下 GTX 1000 系列的便宜?这就要各位看倌们来做决定啰。

从小就对各种科技产品着迷的 Andy,有着要花很长的时间才能解释清楚的绰号“小姜”。平常就爱出国(特别是日本)的他,最早加入 Engadget 就是因为可以出国、找到好玩的 3C 产品写、还可以有稿费拿,一举多得呢!现在做为一个全职的资深编辑,出国的机会已经大大的减少,但玩到新产品的机会却依然很多,是 Andy 每日快乐的泉源。Andy 最喜欢的是勇于创新的公司,最讨厌的是山寨!
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