PS5光线追踪技术超长分析 次世代主机能否撑得住？

Digital Foundry带来了关于PS5光线追踪技术的分析视频。随着上周PS5发布会所公布的将近30款游戏，索尼展示并讨论了很多的内容，并且明确提及到了“光线追踪”还在PS5上多款游戏中进行了演示，本次我们将来看看PS5发布会中各类游戏中所演示的光线追踪效果的确切性质，以及它们是如何运作的，对于PS5未来游戏能抱有怎样的期待。视频由B站UP主@未来游戏研究所 译制，并向我们投稿。

分析视频：

实时三角形光线追踪仅在近两年在才开始在游戏中出现，基于这些游戏的前人栽树，PS5游戏开发者得以在这么短的时间内在本次发布会演示光线追踪效果。需要强调的是，光线追踪无论是在硬件上还是在软件上都仍是比较新颖的技术，目前为止我们已知PS5上应该有六款游戏支持光线追踪，考虑到光线追踪性能开销之大以及复杂性，这已经是很好的一个进步了。

《Control》的光追技术

我们在两年前Nvidia发布了RTX显卡后很快的得知了哪怕是最强劲的显卡RTX 2080 Ti仅仅是使用原生分辨率光线追踪反射，都会大幅度降低你的帧数，其他像是光线追踪阴影这样的效果虽然不及反射，但仍然很吃帧。相比之下XSX或是PS5的GPU性能反而还更加羸弱，那么以维持较高的分辨率与帧数开发者在光线追踪的使用上就不得不更加巧妙，于是开发者在我们上周发布会所展示的光线追踪做的如何呢？

《GT7》游戏画面

先从《GT7》开始，这款游戏是比较明显的使用了光线追踪反射，在游戏中不少的表面以及车身本身上都有运用，一个比较好的例子就是此处的车身。尽管立方体贴图也能够很好的实时反射出场景，许多赛车游戏像是《极限竞速：地平线》就是这样做的，但从技术上来讲它们的反射是错误的，并且无法反射自身，因此在《GT7》中的车身上能够看到视野中看不到的周边反射，以及车辆对本身的反射。对于一款竞速游戏来讲，我认为光线追踪反射很有助于使车身材质显得更加真实，车辆得反射屏幕外的场景，以及自身反射，这样金属与车漆和其他亮闪闪的材质不会诡异的发光或是反射错误的内容，光线追踪反射极大的增强了竞速游戏中的材质类型。

我甚是喜欢预告片中他们在像是玻璃这样的透明材质上也使用光线追踪反射，透明表面上使用光追性能开销往往比非透明表面更大，还有比较酷炫的效果像是后视镜中能够看到驾驶员，这应该也是这一系列中的第一次。

《Control》的透明材质反射

从PC上的经验来看我们都知道光线追踪反射作为一个特效是非常吃帧的，那么他们在PS5上又是如何实现的呢。第一个比较明显的优化手段就是光线追踪反射本身的内部分辨率，观察反射本身，其内部分辨率就一目了然了，在这一场景中观察这个边缘，你能够看到没有光线追踪反射的边缘像素宽度为1，也就是4K分辨率，而那些具有光线追踪反射所产生的镜面关泽的边缘，其像素边缘宽度为2，因此光追反射与非光追反射的像素为1:4，也就是1080p，这意味着像这样的光线追踪反射边缘分辨率为原生分辨率的1/4，一个让我比较好奇的东西就是这些反射中移动的边缘本身有着锯齿线，就像棋盘渲染那样，这就让我很好奇实际反射分辨率会不会是低于1080p的，也就是棋盘渲染或是交错上来的1080p分辨率，这一较低的分辨率是会对任何镜面反射程度高的边缘有负面影响的，像是这里车头上的细节看上去分辨率要比周围的场景更低。

现实世界中，除非反射面是完美的镜子，稍微粗糙的表面反射都会根据镜头的位置变得更漫射或是模糊，要渲染出这种这种光泽反射需要追踪更多的光线，才能够营造出较软部分的反射，并且这种表面的着色也更加复杂，解决这一问题的方法即便是屏幕空间反射也是选择完全不计算这一点，而是后期处理加上模糊的滤镜，这样来做反射虽然不符合物理规律，但仍能够以较低的性能开销实现不同材质的反射，所有Decima引擎的游戏中屏幕空间反射都是这样做的，而也正如Morgan Mcguire的动态漫射全局光照论文中所描述的，光线追踪反射也可以这样子做。

仔细观察此处《GT7》的光线追踪反射，你能够注意到所有的反射表面都有着相同的锐度，它们不会根据单个材质的类型不同而改变锐化级别，相反则是使用统一的锐度，这让我觉得他们在这里使用了相似的优化手段。