作者dklassic (DK)
看板C_Chat
标题Re: [问题] 所以光追有很重要吗？
时间Fri Dec 15 08:42:10 2023
※ 引述《kobe30418 (吾有上将潘凤)》之铭言：
: 抱歉原谅我的无知
: 玩游戏跟看影片後
: 我还是不懂光追到底为什麽是目前的潮流
: 我真心感受不到光追的技术对我玩游戏的体验有增加多少
: 移动时我比较在意帧数跟花草树木的物理动态
: 剧情过场时只要画质好就好了
: 主要的注重的我看了半天，到底光追有什麽革命性的效果啊？
: 怎麽都在强调光追？
光线追踪的革命性效果是：
开发者用更少的努力在假造上就能达成玩家看起来会觉得高品质的结果。
不过消费者跟开发者的荷包会一起折损（？
最简单的理解方式应该是用 SSD 传输速度类比，载入超快应该是人人都有感的议题。但
在有 SSD 应对即时载入之前，开发者也会尝试用游戏设计来
假造出无缝体验。
因为玩家不喜欢载入，游戏设计为了降低硬性的载入，开始摆了一堆藏住载入的狭缝设计
。理论上藉由这个假造结果可以提升玩家体验，但迟早累积起来反而会变成干扰体验，如
果曾经玩过 FF7R 的话应该就知道其中载入狭缝的出现频率有多可怕 XD
https://youtu.be/I4o7eSKLN40?t=37771
而如果有读取速度快很多的 SSD 的话，开发者就不需要用这种设计来造假无缝。
简单类比就到此为止，以下试着写一篇长一点的文章解释，可以拿杯饮料来边喝边看。
如果玩过的游戏中觉得光线追踪没什麽帮助的话，代表这些游戏
本来就假造得够好。
而虽然所有光线追踪带来的体验都能用其他方式假造，但通常：
－很难假造到完美
－效能也称不上真的很好
－很容易引来特定情况下看起来很糟的结果
－要花专业人力的时间来假造
光线追踪存在的话，带来的帮助就是直接有完美的结果，
不需要想着怎样假造，只需要想着
怎样让最後的结果好看，当然因为效能需求很高而现在只能用低解析度跑是个问题，但解
析度的问题迟早会被强化的硬体解决。
再者就是用 DLSS、XeSS 跟 FSR2 帮忙假造......用假造来解决假造的问题？矛盾就是这
麽朴实无华（X
光线追踪允许了以下几件事不需要假造：
－全域照明（任何光源都有多次弹跳的照明）
－Emissive Lighting（不知道怎翻，能让某些理论上该有光的地方真的照亮周围）
－反射（镜子真的会反射）
－影子（完美表现的影子）
以下我们就来看每个要素要怎麽假造跟会有什麽问题。
全域照明（Global Illumination）
物理世界的任何东西都可以无限地反射光，但常态的光线模拟不能做到这结果。
常见的假造方式有两种：
手动微调假造跟
光照贴图。
手动微调假造
如果只有最单纯的光线模拟的话会长这样：
https://imgur.com/0EsZpcT
天花板暗处超暗，没有接收到来自地面的反射光。
这时候可能就会派个人力去假造，例如说复制额外一份光源变成这样：
https://imgur.com/OSti3Ts
让场景看起来像是有反射光。
这样的做法考验的是设计师的人脑光线追踪品质（？），以及要花在微调上的时间。
光照贴图
简单来说就是我们先做一次光线追踪，然後贴在场景上，完工！
这样的确会有完美的反射光，但相对地整个场景都不能变动。PS4 世代的游戏缺乏物理互
动的理由多半跟这件事情有关，优先选择了画面的好看而牺牲掉可互动性。
当然上述两个问题都有对应的更多的假造方式来改善体验，但相较之下有了光线追踪，就
允许开发者只要打开引擎的一个勾勾就搞定一切问题。
https://imgur.com/0EsZpcT （原版）
https://imgur.com/OSti3Ts （人脑假造）
https://imgur.com/juhIPOw （光线追踪）
一键完成，而且品质比设计师的人脑光线追踪还要好。
好啦不是真的一键啦，要先有人把这功能写好 XD
Emissive Lighting
游戏中的小发光物件，例如说路边的霓虹招牌，通常材质设定上可以设定一个值来模拟发
出一个特定的光线的视觉。但是没有照亮周边的场景的话会很奇怪，所以通常得人工额外
塞一个光源进去。
然而常态光线模拟其实只擅长处理单点发出来的光源，所以设计师假造的时候也只能用有
限的单点光源去处理，例如说这样：
https://imgur.com/6RPJke7
相对的，光线追踪可以正确模拟从每一个点发出来的光线：
https://imgur.com/rQF4jzG
反射
反射的假造相当多元，其中最简单的方式就是从镜子的对面再绘制场景一次，不过这样做
当然很吃效能所以不常见，也因为这样大多数游戏都会故意让出现的镜子物品是破裂的状
态或是看起来很脏 XD
以下再介绍一些例子：
单纯复制一份场景在另一边
如果要在地面显示场景的反射的话，就直接把场景复制一份到地下就好啦！
https://imgur.com/BUqP6Du
https://imgur.com/hKj3Vx8
复制画面内的资讯
水平的时候效果很好，但萤幕内看不见反射物件的时候，就会很莫名其妙的反射消失。
https://imgur.com/DgpHUnu
https://imgur.com/A9Yzk3Y
大概对视觉影响最大的情况就是像这样，一扇金属的门：
https://imgur.com/m1IEsqx
没有光线追踪的情况下因为只能塞一个泛用的低解析度反射而会看起来像是发光。有了光
线追踪之後就可以看起来很正常：
https://imgur.com/NVE3zCC
影子
由於游戏引擎渲染影子的限制，最常态的阴影只能被渲染成「完美的硬阴影」，同时阴影
的解析度会受到限制。对於阴影的解析度解法当然可以单纯调高解析度，但同时还有着没
办法处理局部遮蔽的问题。
局部遮蔽的处理目前通常是用所谓的 SSAO，就是根据场景深度假造光线的遮蔽：
https://imgur.com/ddKPzzD
其实效果就会很好了，不过终究是假造的，会算出错误的结果。
除此之外影子没有什麽方便假造的大招，所以光线追踪对影子品质的改善会很明显：
https://imgur.com/00nXkZB
https://imgur.com/EH8xtDU
总之大概是这样。
光线追踪可以自动解决很多让游戏看起来好看的技术问题，对大公司来说可以省人力，对
於本来就没那人力的小团队来说可以自动提升视觉品质。
理论上应该要是玩家跟开发者的双赢，不过我想在那之前应该是老黄的口袋先赢。
最後也不仿感念一下投注无数心力让我们不用仰赖光追就能看到好看光线的开发者们：
https://imgur.com/rfXjPTV
（通常大作都会有一大把独立的 Lighting Artist，小厂可能身兼多职看不出来）
以上提供参考，本文没有老黄赞助，老黄拜托请送我一张 4090。
参考资料（都引自 Digital Foundry）：
Exclusive: Metro Exodus Enhanced Edition Analysis - The First Triple-A Game
Built Around Ray Tracing
https://youtu.be/NbpZCSf4_Yk
这部影片的 22:56 开始有解释原本假造全域照明的工作流程
Cyberpunk 2077 PC: What Does Ray Tracing Deliver... And Is It Worth It?
https://youtu.be/6bqA8F6B6NQ
DF Retro: Metal Gear Solid 2 - A Kojima Masterpiece
https://youtu.be/mH2ZVlOLPNI
Ghostwire Tokyo on PlayStation 5: The Digital Foundry Tech Review
https://youtu.be/Nda2nU5XbzY
Alan Wake 2 PC Path Tracing: The Next Level In Visual Fidelity?
https://youtu.be/tXfwvohROPA
--
努力开发游戏中：
《自动混乱》https://store.steampowered.com/app/1274830/
带有部分类 Rogue 要素的极简风双摇杆射击游戏，
试玩版公开中。
https://imgur.com/TQLbXfC.gif
《自动混乱：零式》https://store.steampowered.com/app/1423670/
极简风生存射击游戏，着重在 10 分钟一场的极简循环。
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 111.251.101.92 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/C_Chat/M.1702600933.A.60E.html
1F：推 zseineo: 推 12/15 08:45
2F：推 chocobell: 推 12/15 08:46
3F：推 mikeneko: 专业推 虽然很多比较图我根本看不出差在哪里 12/15 08:47
4F：→ mikeneko: 这种东西就是拿两个比对会觉得 喔~好像有比较漂亮喔 12/15 08:48
5F：→ mikeneko: 但实际上单一萤幕游玩时完全感受不出差异 12/15 08:48
6F：→ mikeneko: 应该说，没得比较当然就没有差异，还不如稳定FPS更明显 12/15 08:49
更准确来说是现在大多的游戏工作室还是优先为了非光线追踪设计 XD
所以才会非光线追踪看起来还是合理的好，光线追踪只是加了一点品质提升。
未来应该在某个时间点（PS6？）游戏工作室会开始把光线追踪当成预设必备选项，这时候
降低对非光线追踪的视觉品质努力时，视觉差异应该就会明显超多 XDDD
※ 编辑: dklassic (111.251.101.92 台湾), 12/15/2023 08:51:58
7F：推 coollee: 可以大幅减少开发时间 不然没几个厂商能像RDR2般手雕场景 12/15 08:51
8F：推 e04su3no: 专业 12/15 08:52
9F：→ iam0718: 有比较漂亮啦 但实际上没开也不影响 也许有人看也分不出 12/15 08:54
再次强调是「现在的大厂的努力还是在非光追」所以才看不出来 XD
开发者有很多藏拙设计，例如说不要放一堆水漥来彰显反射是错误的问题（望向蜘蛛人
10F：推 fman: 专业推，光追可以是为场景光线的通用解，传统则是设定後要微 12/15 08:56
11F：→ fman: 调，两者最後结果通常会差不多，但光追对开发商较轻松，但对 12/15 08:57
12F：→ fman: 玩家就需要靠硬体效能来表现了 12/15 08:57
13F：推 reader2714: 你这篇说白了就是把开发成本转给消费者阿 12/15 08:57
开发者也还是要买那个硬体才能做啊，不要讲得好像开发硬体是免费的一样 XD
所以才说大概老黄的荷包先赢（？
※ 编辑: dklassic (111.251.101.92 台湾), 12/15/2023 08:59:16
14F：推 smallsalix: 听起来就是手动模拟光影vs系统直接帮你实时计算 12/15 08:59
15F：→ smallsalix: 不过好奇这个技术是小厂也能方便使用的吗 12/15 08:59
16F：→ smallsalix: 还是只有大厂有那个技术力? 12/15 08:59
小厂没办法投资资源自己做一个有光线追踪功能的引擎的话，就是使用泛用商业引擎。
现在 UE5 就已经把光线追踪的功能组都做好了。
※ 编辑: dklassic (111.251.101.92 台湾), 12/15/2023 09:02:08
17F：推 coollee: 现在很多独立小厂都有用到 epic很GY但是UE5太香了 12/15 09:01
18F：→ coollee: 其实游戏玩家虽的是 显卡不是拿去挖矿 不然就拿去AI了 12/15 09:03
19F：→ coollee: +上台G产能 水涨船高也是理所当然的 12/15 09:03
20F：推 n0029480300: 推 12/15 09:06
21F：推 emptie: 大推这篇 12/15 09:07
22F：推 SakeruMT: 作为玩家这项功能还只是提升附加价值，没有它不会怎样 12/15 09:08
23F：→ SakeruMT: ，有它会有点不一样。本体还是先求流畅不卡又好玩 12/15 09:08
24F：→ SakeruMT: 我在想说要等普及到X060人人能光追全开才能迎来大爆发 12/15 09:09
25F：推 inte629l: 推 原来常态是塞一颗颗点光源去调整哦？ 12/15 09:11
Cyberpunk 2077 跟 Metro: Exodus 都有 24 小时日夜循环的性质，所以不好做预先计算
光照，就只能用点光源调整。也有其他解啦，但都不算完美。
26F：推 jeremy7986: 推 12/15 09:12
27F：推 tsubasawolfy: 现在NV推的光追已经是假光追不实时计算了 12/15 09:12
28F：推 ben2227486: 推 总算搞懂光追的商业意义了 (转嫁成本给消费者 (X 12/15 09:12
29F：→ tsubasawolfy: 跟DLSS一样靠AI模型模拟画面上的呈现 12/15 09:13
30F：→ tsubasawolfy: AKA 即时P图 12/15 09:13
31F：推 hong1310: 推 12/15 09:15
32F：推 dogluckyno1: 推 12/15 09:15
33F：推 ACGUYKING: 听起来这东西如果普及且全面应用可以大量节省成本 12/15 09:16
34F：→ ACGUYKING: 可现在很多厂是两面并行，假光人需要大量人手，光追品 12/15 09:16
35F：→ ACGUYKING: 质好但是显卡起飞，结果就是画面好了可是游戏内容贫乏 12/15 09:16
36F：→ ACGUYKING: ….大厂没问题，但实在太多中型厂商在搞了然後游戏内 12/15 09:16
37F：→ ACGUYKING: 容很普通，没那个屁股就别吃泻药啊 12/15 09:16
38F：推 zaitas: 专业推 12/15 09:20
39F：推 z86125: 推 12/15 09:21
40F：推 bill03027: 专业推 12/15 09:22
41F：推 h75311418: 可以开有在做光追的对比一下，反正都是看要不要追求那 12/15 09:25
42F：→ h75311418: 点画面去选择 12/15 09:25
43F：→ CactusFlower: 你得到点了 答案就是要你掏钱给老黄 12/15 09:25
44F：推 aeio23200: 涨知识推 12/15 09:27
45F：推 funofHD: 推 12/15 09:33
46F：推 WindSucker: 光线大师 12/15 09:34
47F：推 koty6069: 推专业 12/15 09:35
48F：推 Implication: 专业推 12/15 09:36
49F：推 watson9487: 专业推 12/15 09:37
50F：推 clou: 专业推 12/15 09:43
51F：推 asdasd02tw: 专业 12/15 09:43
52F：推 cena41: 感谢专业讲解 12/15 09:45
53F：推 mike2685a: 专业推 12/15 09:49
54F：推 kevin870325: 推 12/15 09:52
※ 编辑: dklassic (111.251.101.92 台湾), 12/15/2023 10:01:39
55F：推 onlycat: 推专业 12/15 09:55
56F：推 asdfgh369: 谢谢专业解说 12/15 09:59
57F：推 kanokazurin: 推专业好文及图例 12/15 10:00
58F：推 joy3252355: 推这篇 应该要M文了 12/15 10:04
59F：推 lee988325: 最容易看出差异的通常就是只有方向性光源的场景，例如 12/15 10:05
60F：→ lee988325: 晚上站在路灯地下。 12/15 10:05
61F：→ lee988325: 底下* 12/15 10:05
62F：推 winds4141: 好专业 好文推推 12/15 10:06
63F：推 suyuting: 推，终於理解光追干啥用了 12/15 10:11
64F：推 naya7415963: 第一个看不出差别，不过後面几个满明显的 12/15 10:12
65F：→ naya7415963: 是说常出现破绽的水面光波是不是也可以用光追做呀？ 12/15 10:14
对，不过还没有看过太多应用：
https://youtu.be/lGO6M7joVxM?t=16
66F：推 s6598744: 推 12/15 10:16
67F：推 rabbit38381: 推 12/15 10:18
68F：推 donkilu: 专业推! 12/15 10:22
69F：推 chichung: 专业推 12/15 10:23
※ 编辑: dklassic (111.251.101.92 台湾), 12/15/2023 10:24:24
70F：推 andy5656: 推 12/15 10:26
71F：推 jay920314: 推，但因为传统的造价太成熟，不是专门的演示场景又不 12/15 10:26
72F：→ jay920314: 清楚技术细节的话很容易分不出来 12/15 10:26
还有设计师也很懂得藏拙，没人会特地设计一个很容易看出造假问题的场景 XD
73F：推 lightdogs: 推爆 12/15 10:30
74F：推 Alixwaltz: 好专业 12/15 10:42
75F：推 Yachaos: 专业推 12/15 10:45
76F：推 sword10723: 专业好文推推 12/15 10:52
77F：推 pate786354: 专业推 12/15 10:53
78F：推 moon1991: 推 12/15 10:55
79F：推 skinbeef: 用心分析推 12/15 10:55
80F：推 DeaGoo: 专业推 12/15 10:58
81F：→ RevanHsu: 老黄是最後赢家 记得欧印 12/15 10:58
82F：推 Litan: 推 12/15 10:58
83F：推 AHHHHH: 太强了，推 12/15 11:00
84F：推 rhox: 但事实上大部分玩家开不了光追，所以开发者要做两倍功 12/15 11:03
85F：推 handsome3437: 太长，而且我看不懂，但还是觉得有光追真的赞 12/15 11:08
86F：推 MeaninglessL: 不能说全然转嫁给消费者，如果显卡不好，本来就不 12/15 11:15
87F：→ MeaninglessL: 会光影特效全开，没这问题 12/15 11:15
88F：推 zzlee: 专业推！ 12/15 11:42
89F：推 guolong: 有拿2077试过，发觉根本没差多少，而且风扇整个鬼叫起来 12/15 11:47
90F：→ guolong: 後我就关了XD 12/15 11:47
91F：推 willy4907: 优质文 12/15 12:10
92F：推 rgbff: 专业推 12/15 12:29
93F：推 v86861062: 推推推赞赞 12/15 12:30
94F：推 j022015: 专业推 12/15 12:35
95F：推 Shinpachi: 推 12/15 12:36
96F：推 DsLove710: 推 12/15 12:38
97F：推 SentLiTryPay: 推 12/15 12:39
98F：推 Mikatuki: 推，为了画面和效能不断研究如何欺骗人眼的技术 12/15 12:51
99F：推 meloxxl: 专业优文 现在ptt很少看到了 12/15 12:54
100F：推 dylan2314: 太专业，大推！ 12/15 13:02
101F：推 eec2132469y: 好文推 12/15 13:04
102F：推 leoxhu: 专业推 12/15 13:07
103F：推 s9041200: 推 12/15 13:09
104F：推 ur83friend: 跟我想的一样，谢谢分享 12/15 13:18
105F：推 Alllllogo: 推推 12/15 13:31
106F：推 jdjfghr: 推 12/15 13:33
107F：推 pd3mnd: 推 12/15 13:36
108F：推 harryzx0: 推 12/15 13:57
109F：推 dantevergil: 优文推 12/15 13:59
110F：推 winken2004: 推 12/15 14:03
111F：推 NicoNeco: 专业推 12/15 14:11
112F：推 tearcross: 超用心推推，也很喜欢研究这种游戏设计相关的东西 12/15 14:22
113F：推 AI007: 推，专业文 12/15 14:41
114F：推 Gentlemon: 推推 12/15 15:00
115F：推 w9515: 推推 谢谢分享 我自己可能都不会那麽去细看XD 毕竟游戏类 12/15 16:13
116F：→ w9515: 型如果节奏偏快真的不会去注意 12/15 16:13
117F：推 slowsoul1998: 还是觉得主要是来骗钱的 不开光追 显卡能多撑两年. 12/15 16:24
118F：→ slowsoul1998: .. 12/15 16:24
119F：推 jpadesky: 专业推 12/15 16:28
120F：推 oyaji5566: 专业优质好文 12/15 16:46
121F：推 kerorokuzo: 优文怎麽没有爆 12/15 17:39
122F：推 reexamor: Ｕ文推推!! 12/15 18:08
123F：推 DannyDrummer: 好专业 12/15 19:10
124F：推 Mafty: 推好文 12/15 19:28
125F：推 SYUAN0301: 推 目前就是体感爽50%却要多花1.200%的钱 12/15 19:32
126F：→ SYUAN0301: 等未来硬体跟上普及吧 12/15 19:32
※ 编辑: dklassic (111.251.101.92 台湾), 12/15/2023 20:08:29
127F：推 warau: 专业推 12/15 21:28
128F：推 louner: 原来如此 感谢分享知识 但也惭愧的想起自己玩游戏时大都 12/16 07:05
129F：→ louner: 不会注意到这麽细节 顶多逛街闲晃时比较会注意周遭 进入 12/16 07:05
130F：→ louner: 战斗後就没心力了 12/16 07:05
没有什麽好惭愧的 XD 这些东西迟早变成理所当然，毕竟就会跟现实近似。
正常来说我们本来就不该特别注意现实的这些理所当然 XD
131F：推 ziweidemon: 专业推 12/16 11:39
※ 编辑: dklassic (111.251.67.178 台湾), 12/16/2023 12:11:32
132F：推 theshape87: 其实玩游戏时仔细看真的会有觉得哪边缺了一点细节感 12/16 15:43
133F：→ theshape87: 觉，但对於大部分使用者用的萤幕或显卡导致画质不会 12/16 15:43
134F：→ theshape87: 开到最高，所以才觉得没有差别 12/16 15:43
135F：推 sssyoyo: 推 12/20 09:46