在多年以前,玩家们津津乐道的游戏话题永远有一个词是不会缺席的——画质。一款游戏的画面质量和游戏性几乎同样重要,要是画面质量没有过关,就基本上没有火的可能。你看消消乐和连连看是不是都慢慢做得越来越花枝招展,画面精美了。

为什么游戏的画面似乎多年未有进步了?瓶颈还是算力不够

神秘海域4游戏画面

而游戏行业经过多年的发展,无论是游戏设备(PC、主机)的运算能力和游戏的渲染技术都获得了很大的进步。从最开始3A游戏可以带给大家画质上面的震撼,到如今玩家们可能也发现了,近两年的大型游戏基本在画质上面没有什么太大的差别了。这是为什么呢?游戏的画面已经遇到了瓶颈了么?再不会有提升了么?

3A大作基本上都是追求更加真实更加接近电影级画质,这也基本上算是游戏画质的尽头了。而要达到电影级画质需要两个非常重要的条件,首先得有非常精细的贴图,最重要的是要有符合人眼看到的光效

为什么游戏的画面似乎多年未有进步了?瓶颈还是算力不够

游戏光效

贴图质量我们目前已经算是基本上搞定了,在以画质见长的游戏中,极致画质下贴图质量已经可以说不分高低,在静态条件下,很多游戏能够达到照片的级别,几乎可以以假乱真。但是游戏始终是游戏,游戏得动起来。

贴图动起来基本上不会有太大的变化,但是光线就不一样了。光线的位置会改变,而动起来之后的光效问题则是目前画质提升最大的瓶颈。如何在游戏中实时实现逼真的光影效果,大概是目前最大的难题。

实现光照/光影的最逼真效果就是达成全局光照。在早期的游戏中仅能实现直接光照的效果,也就是说光线从光源发出、照射到物体上后、反射到玩家眼中,光照的计算就完成了。但是随着技术的发展,要得到更加具有真实感的图形画面,不仅要计算直接光照,还需要计算间接光照,也就是说,光线从光源发出、照射到物体上后,除了计算物体本身反射到玩家眼中的光线,还要计算物体多次反射、折射、吸收光线,以及物体之间因为反射、折射而导致的光线、阴影变化,经过综合计算将光线和阴影的最终效果展示(反射)到玩家眼中,从而实现全局光照的效果。

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环境光效

目前全局光照完全能够实现,只不过渲染每一帧都会花费较长的时间,再加上游戏中精细贴图数千万个多边形需要渲染,这其中需要的巨大算力如今没有任何显卡能够真正实现。虽然目前有很多技术可以达到类似的效果(环境光遮蔽),但始终不算真正的全局光照。而多少算力能够实现实时全局光照呢?

虚幻引擎制作公司Epic Ganes CEO认为,只有当显卡性能达到40 TFLOPS时才有可能实现。

Tim Sweeney表示虽然目前的游戏画面已经接近照片级,但要达到真正照片级还有很长一段路。 在接受GameSpot专访时,Sweeney说:“你知道,我们可以通过固定光源渲染出比较接近照片级的静态场景(没有人类)。今天的硬件便可以实现,但这仅仅是部分问题得到了解决。如果你想实现照片级动态环境,特别是一些非常高端的渲染模型,比如潮湿场景或反射场景,或者是各项异性过滤着色,这可能需要40 TFlops的性能才能实现这所有一切。”

那么40 TFLOPS是什么概念?要知道PS4加强版主机PS4pro的性能只有4.14 TFLOPs,XB1加强版则是6 TFlops,因此这相当于10倍的PS4 Pro或6.7倍XB天蝎座。 另外N卡新旗舰GTX 1080 Ti目前性能也仅有11 TFLOPS,粗略计算,我们需要3.6个GTX 1080 Ti才能实现。当然了,GTX 1080 Ti不支持四路SLI,仅支持双路。并且就算是下下代N卡旗舰,理论性能达到40 TFLOPS,机会仍然比较渺茫。

为什么游戏的画面似乎多年未有进步了?瓶颈还是算力不够

但是也可以预期。画质提升是有上限的。因为不可能比真实更真实。因此当画面这种在人认知中比重最大的方面到达上限的时候,就会在物理模拟,实时气候,实时流体模拟之类的进行探索。而真正想要达到VR中以假乱真,分辨率的提升又会将需要的算力翻倍,所以我们对于游戏画质还可以有更多的期待,电影级完美画质可能会迟到,但肯定不会缺席,因为那是所有游戏厂商和我们玩家的共同追求。

英伟达最近宣布要推出NVIDIARTX实时光线追踪技术,可能会让这一切来得更早,如果你们有兴趣请留言,我们下次为大家带来NVIDIARTX实时光线追踪技术的详解。

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