光线追踪对渲染速度有影响吗?需要什么显卡支持？

发布时间：2023-06-09 16:00:00

在 3D 世界中，慢慢地人们倾向于让它尽可能逼真。他们可以应用许多技术和技巧，但有一种技术可以为您提供很多帮助，称为光线追踪。然而，众所周知，它是非常计算密集型的。在本文中，让我们进一步探讨它，并回答“光线追踪会影响您的渲染速度吗？”这个问题。”

什么是光线追踪？

光线追踪是模拟光源在现实生活中如何反应的方法。它追踪光线到达物体的路径，逼真地模拟光线如何反射回来以创建准确的反射、折射、阴影和间接照明。

我们经常遇到的光线追踪术语之一是路径追踪。它们相同吗？或者它们是不同的技术？其实详细解释起来比较复杂，也不是本期的重点，所以我们先了解一下路径追踪是光线追踪的进化。

光线追踪

哪个软件是基于光线追踪的？

许多。为了获得更好的图形效果或逼真的图像，许多渲染引擎都采用光线追踪。列举一些最受欢迎的可能是 Arnold、Redshift、Octane、V-Ray、Blender Cycles、Twinmotion、Unreal Engine 等。

光线追踪会影响渲染速度吗？

是的，它确实。

因为光线追踪是极其计算密集型的。当你开启光线追踪 (RTX) 时，你会有更好的照明、反射等。GPU 现在必须更加努力地计算它们，这会影响你的渲染速度。让我们看看 RTX 的关闭和打开如何影响您的图像质量：

这只是使用光线追踪的游戏中的一个示例。我们可以看到，RTX开启后，天空的色调更加丰富，城堡在水面上的倒影更加明显，我们看到更多的阴影，物体有光能到达也有不能到达的部分。因为它仍然是游戏，它不像你在现实世界中看到的那样逼真，但它肯定比下面 RTX 关闭的图片更吸引眼球。

当 RTX 关闭时，您看不到颜色的变化，没有阴影，没有反射。这就像它来自一个非常古老的 90 年代游戏。

在 3D 渲染中也是如此。当您启用光线追踪时，这组光线将平行运行并落在物体的每个像素上。如果你有更多的物体，你的 GPU 必须计算的光反射、吸收、散射和半透明就越多。

例如，您的场景有两个对象。一束光线到达一个物体并反射到另一个物体。光线现在将继续反射，您的 GPU 将需要计算光线的方向、与其他物体的交点，并对所有方向的光线值求和。

在这个例子中，我们只有 2 个物体和 1 个光线来简化它。当然在现实生活中你有很多光线和很多物体，有很多材料会影响光线的反射或折射方式。与室外场景中的水或雨滴相比，室内场景中的镜子或玻璃会有不同的反射或折射。

现在光线投射可以达到数百万，每条光线都需要多次切换材质管道和多次纹理提取。这就是光线追踪计算密集型的原因，并且会影响您的渲染速度。

哪些 GPU 支持光线追踪？

要回答这个问题，任何 GPU 都支持光线追踪。但是，其中只有一些针对光线追踪进行了优化。

任何未被 Nvidia 标记为 RTX 的 GPU 或适用于 MacOS 的 AMD 卡都能够支持光线追踪。但是，它们没有专门的内核来实现光线追踪，它们必须使用普通的着色单元。这导致AMD卡在光线追踪的竞争中落后。

随着 RTX2000 系列的推出，Nvidia是第一家将光线追踪引入消费类显卡的公司。现在，他们已经升级到RTX4000系列，有了新的架构和特殊的内核来实现光线追踪，也就是RT内核。AMD 卡不擅长升级，而 Nvidia 卡具有 DLSS（深度学习超级采样）技术，可以通过使用 AI 的图像重建来创建全新的帧并显示更高分辨率。让我们看看 Nvidia 卡和 AMD 卡之间的光线追踪性能。