NVIDIA RTX30系列降临，真正的光线追踪王者
知新了了2020-09-03 11:33
终于，英伟达（NVIDIA）向我们展示了光线追踪的真正前景和愿景 —— 基于光线在表面和物体上的投射和反射，使虚拟环境看起来尽可能真实。这并不是一个新概念。像皮克斯这样的动画工作室多年来一直致力于光线追踪效果。但在动画电影中使用这些效果总是更容易一些，因为没有什么需要实时渲染的。当NVIDIA发布RTX 20系列显卡时，它改变了这一切。有史以来第一次，视频游戏中的实时光线追踪成为了可能。今天，NVIDIA展示了我们期待已久的光线追踪圣杯。
两年前，当NVIDIA发布其首款光线追踪显卡时，能够兼容的游戏几乎用一只手就能数过来，而且这些游戏的光影效果大多局限于简单的反射或阴影。它平淡无奇。NVIDIA花了如此多的时间来宣传它当时的最新架构，吹捧光线追踪令人惊叹的真实性，但没有太多具体的证据，特别是在消费者手中，这种炒作看起来很难令人满意。
随着时间的推移，像Metro Exodus和Control之类的游戏开始在场景中加入更复杂的照明，但对性能影响并不小。 甚至Nvidia最好的显卡都在挣扎。 像RTX 2080 Ti这样的高端卡可以处理1080p的具有光线追踪功能的游戏，但是将分辨率提高到4K后常常会使帧速率降至60 fps以下，有时甚至会关闭光线追踪功能。
但是，在这次的RTX 30系列发布会上，英伟达展示了所有的改进，这就是我们等待了两年之久的光线追踪。干掉 AMD“ Big Navi”、干掉 Xbox SeriesX、干掉 PlayStation 5！英伟达再次竭尽全力保持其显卡的王者地位，并且RTX 3080和RTX 3070的价格出奇的低，在这个季节，你可能会换一个新的显卡，而不是一个新的游戏机。
我知道，这是一个大胆的说法。但英伟达在几个月前的GTC活动上首次展示了其弹珠（Marbles）视频的增强版，完全征服了我们。最初的版本有纹理和照明，让你身临其境般的感觉到房间的温暖。甚至几乎可以闻到丙烯酸颜料的味道，新鲜和破旧的木材发出的混合气味，听着弹珠在行进途中发出的轻轻的咔嗒声，就能感受到弹珠的光滑。一切看起来都和最好的电子游戏中完全渲染过场动画一样好，甚至更好。这是因为原始的弹珠视频是用完全路径追踪、逼真、实时光线追踪图形创建的。它运行在英伟达的高端显卡上，基于图灵架构的Quadro X 8000。
这次发布的视频有所不同。这更像是有人用RED（RED高清摄影摄像公司）相机拍摄了一块大理石，穿过了油漆罐和刷子的色域，而不是电子游戏中的一个剪辑场景。这是相同的视频，但运行在NVIDIA的Ampere架构上，该架构为今天的新RTX 30系列图形卡提供动力。它有更复杂的照明效果，所有效果都是实时渲染的。我仍然可以闻到油漆和木头的气味，但现在随着太阳落山，外面有一种光线和阴影的级联混合效果，悬挂的灯光在依偎在窗户旁的仪器上方闪烁和嗡嗡作响，弹珠沿着滑梯盘旋而下时发出柔和的光芒。
下面是两张截图，分别来自720p 25fps渲染的原始弹珠视频（左边）和1440p 30fps渲染的新弹珠视频（右边），只是为了快速比较一下。
根据Nvidia的说法，增强的弹珠版本的运行性能是原始版本的四倍以上。将第一版的白天照明和阴影与反射、阴影、辉光照明和其他复杂照明进行比较时，您可以轻易地感受到新版本的效果。有数百个区域照明，包括球形区域照明。 没有预先加工或预先渲染的内容。 一切都活着。 新版本中还有景深，而旧版本的弹珠中没有。
如果这还不够令人印象深刻，那么看看在Ampere显卡上运行的“Cyberpunk 2077”会是什么样子。
“华丽”这个词绝对恰如其分！就像最初的弹珠一样，“Cyberpunk 2077”的预告片和游戏玩法到目前为止看起来都非常的梦幻，但Ampere构架把它带到了一个全新的高度。RTX3090、RTX3080和RTX3070也将在游戏发布前发布。
这在一定程度上是因为英伟达在从图灵架构转向新的Ampere架构时，认真地充实和提升了规格。Nvidia的旗舰图灵核心有11个Shader teraflops (TFLOPS)、34个RT Core TFLOPS和89个Tensor CoreTFLOPS。所有这些协同工作的东西使得实时光线追踪得以工作。现在有了Ampere，升级为30个Shader TFLOPS, 58个RT TFLOPS和238个Tensor CoreTFLOPS，这将转化为一个巨大的计算提升和跃进，以更高的分辨率和更高的帧速率提供更逼真的图形。我再说一遍：这就是我们在2018年想要的光线追踪。
NVIDIA在发布第一张RTX卡时进行了一次豪赌，如果你在两年前购买了一张新的RTX 20系列卡，或者上周刚刚买了一张，我很抱歉地说，你可能是浪费了钱。我希望很快就能拿到RTX 3080，看看它给RTX 2080钛带来了多大的打击，特别是因为RTX 3080的起价比RTX 2080刚发布时的价位要低得多 —— 才700美元，而不是1000美元。更强大的功能和更好的显卡，还少花300美元？虽然700美元也不是小钱，但它的要价比上一代GPU更具吸引力。
我不知道AMD，甚至英特尔，将如何超越RTX 30卡。但坦率地说，考虑到我们已经有一段时间没有听到太多关于AMD PC显卡的消息，而且英特尔只是证实了它的分立的GPU将具有光线追踪功能，我不认为这两款显卡将如何能够与之竞争，即使相较而言，这些显卡的售价也是微不足道的。而Nvidia刚刚让GPU的世界变得更加有趣。
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