动物先生游戏世界之环境光源吸收特效 本文同步刊登在 http://disp.cc/b/PC_Shopping#128-2YuZ << 好读版 之前曾应邀参加了NVIDIA的技术讲座，可惜的是主题并不是最新的开普勒GPU…而是在谈 一些NVIDIA的独占技术：除了较常听到的PhysX、CUDA等之外，其中最引起我兴趣的的特 效叫做「漫射阴影环场遮挡」，或称之为「环境光源吸收」，英文称为：Ambient Occlusion（简称AO）。从NVIDIA控制面板的说明看到：可以藉由降低被周围物体所遮蔽 的表面环境光线强度来增加场景逼真感。它可以根据物体在场景中的位置，给物体加上柔 软的阴影效果，以增强深度感知... http://farm8.staticflickr.com/7024/6708736257_d2e3f45654_b.jpg 看完这一串文字我想大多数的玩家应该头都昏了，其实针对这特效原理简单的说明就是： 游戏中的阴影大多都是单一颜色，且影子边缘很锋利。然而现实生活中，要达到锋利的阴 影，除了点光源或非常强的单向光以外，在正常环境下几乎是看不见锐利的阴影边缘。实 际状况应该是「由模糊的边缘渐渐地向内变黑」。为了要让游戏中的画面更贴近真实一点 ，NVIDIA开发了「环境光源吸收」技术，其基本原理就是去计算光线经过反射、吸收後所 得到的阴影渐层，因此影子再也不是单一色调，而是有深浅的变化。 http://farm8.staticflickr.com/7020/6708737219_af4fe3cecb_b.jpg 从上面这张我利用Power Point绘制的示意图应该可以很快速的理解，游戏中的单色锐利 阴影看起来不太真实，而左侧加上了柔边与渐层之後感觉比较像实际的状况。当然若是只 有来自右上方的单一光源，而其他地方都没光线，那麽右边的锐利阴影是没有问题的。但 现实生活中，或者游戏内，仅有单向光源的场景应该是少之又少。换言之NVIDIA的「漫射 阴影环场遮挡」特效，就是为了让游戏的画面看起来更真实一些。 开启这特效真的有如NVIDIA所说的如此贴近真实吗？而且天下没白吃的午餐，因此当开启 特效时对於游戏效能会带来多大的负担呢？这正是我所感兴趣的东西。 以下我以魔兽世界作为例子进行测试，会挑选这个游戏的理由是，曾经看过几篇讨论「漫 射阴影环场遮挡」的文章，有不少人认为游戏画面根本感觉不出差异。後来我想了想，魔 兽世界里面有两个太阳，而且建筑物等东西繁多，在大场景之下或许有不一样的画面，除 此之外就是魔兽世界可以登出再登入，两次都会相同的地方（误差非常小），因此用来比 较应该是再适合也不过了。测试的地点都在奥格玛城，只有小小的换了些位置… 奥格玛地点A http://farm8.staticflickr.com/7171/6708729963_e9ec9e0728_b.jpg http://animal.myweb.hinet.net/OA/Field_A.gif 我利用镜像处理，让开启与关闭的结果比较好看清楚。 偏上方的方块中，可以两顶看见屋顶帐篷的交接处，开启AO效果後，会多出一快较黑的阴 影；而下方楼梯从靠近山壁的地方，有个逐渐淡出的黑色阴影。这是因为这个地点位於峡 谷下方，加上光源在画面正前方仰角约45度处，因此除了没有太阳直接照射外，靠近角落 的地方，本来就应该比较暗。 奥格玛地点B http://farm8.staticflickr.com/7015/6708733137_e32d8b9834_b.jpg http://animal.myweb.hinet.net/OA/Field_B.gif 光源在画面正前方仰角约40度的位置。偏上方的黄色框框处，开启AO後可以较为真实的表 现出屋顶帐篷遮到光线所以比较暗的状况，不过并不是太明显。而中间与下方的两个区块 就可以比较明显看见：开启AO後，山壁下方内凹的地方，以及有植物遮挡的位置变得更暗 ，而左方关闭特效则可以发现山壁阴影较小，而且树下没有阴影。 奥格玛地点C http://farm8.staticflickr.com/7156/6708735833_a9072a6324_b.jpg http://animal.myweb.hinet.net/OA/Field_C.gif 这同样也是一处峡谷，但不同的是我人物站在山壁後面，向亮处观看。可以发现开启AO後 ，画面右边的亮度明显较暗。 在此我也提供相近视角的原始图片供大家参考。若是无法从以上的贴图看出开启或关闭AO 的游戏场景差异，建议可以点选如下的连结，在同一个画面下切换开启与关闭的撷图，应 该可以看得出不少差异才是。但就游戏过程而言，这是个很主观的特效，有些人觉得没开 特效也没差，有些玩家喜欢开启所有的特效。我个人是偏好开启特效的那一派，不过像是 反锯齿在魔兽世界里我就相对比较不在意。 既然决定要开启这特效来玩游戏了，那麽会影响多少效能？因为最近没有深入的玩魔兽世 界，也没有团可以出。因此就回归到最基本的鸟点飞行测试，本次选择由「奥格玛」飞往 「北方火箭道」，全程约两分半钟。开启与关闭AO各飞三次，取其平均值。 测试配备如下： Intel Core i7-950 @ 4.14GHz Kingston DDR3-1433 4GBx6 Gigabyte X58-UD5 OCZ Vortex 2 SSD 128GB Windows 7 Ultimate Battlefield 3 MSI N570GTX Twin Frozr III Power Edition @800MHz NVIDIA ForceWare 285.55 http://farm8.staticflickr.com/7147/6708736605_f06dd151ee_b.jpg http://farm8.staticflickr.com/7154/6708736893_62ffd6831c_z.jpg 从结果可以看到开启AO後平均FPS降低了10张左右（约10.7%），最大FPS则是下滑26.2%！ 不过在最小FPS则是相差无几。因此开启AO特效，在魔兽世界里看起来会降低10%的效能。 这对於高阶如GTX 570显示卡应付魔兽世界，实在是小菜一碟；但对於BF 3这个吃硬体效 能的怪兽呢？任何一点效能降低对玩家都是一种考验。虽然AO有分「品质」与「效能」两 种等级差别，但既然要开启特效，当然就直接调整到品质啦…所以个人建议要开启「漫射 阴影环场遮挡」效果，最好还是针对每种游戏进行微调。不然像是英雄联盟麻…我开启关 闭AO并且抓了快20张撷图，说真的还看不出效果在哪（FPS也没差别）。 结论：AO的效果基本上不错，但并不是每一款游戏都会有很明显的差异。开启AO後会降低 约10%的游戏效能表现（以魔兽世界来说），是否要牺牲部分FPS换取稍微真实一点的游戏 场景就端看各位玩家的配备与游戏类型啦。 --

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