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Image credit: Engadget

NVIDIA 的豪賭:RTX 系列顯卡正式上市

Ray Tracing 會是期待中的典範轉移,又或者只是噱頭?

Andy Yang
2018 年 9 月 20 日, 傍晚 07:30
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雖然少了最高階的一員NVIDIA 的 RTX 2000 系列顯卡今天正式上市,各大遊戲網站的跑分也陸續出爐,但事實上可能就這難得的一次,跑分結果並不重要 -- NVIDIA 想做的是將消費顯卡市場引領向一個完全不一樣的方向,並為此投入了大量的資源。這些努力不是傳統跑分能看出成果的,因此在討論究竟 RTX 是否是個大躍進之前,有必要先來認識清楚究竟 Ray Tracing 和 Turing 引擎到底在做什麼。

真實世界中的光線,是由光源發出後,朝向四面八方射出,每次與物體接觸,就會發生反射、折射、散射等光學現象,最後由眼睛所捕捉,產生影像。想要模擬一整個場景中每一條光線是近乎不可能的,再強的超級電腦都很難做渲染,更別說即時運算了。然而多年來,科學家還是發現了有一些小撇步可以讓計算光線更簡易,最主要就是將光線的方向反過來,變成由眼睛做為起始點,向外投射射線到整個場景,只要眼睛看得到的畫面元素才需要進一步去計算,眼睛看不到的就全部忽略;或是如果由眼睛看到的一點,再向折射的反方向看過去,沒有光源的話,那這個點就應該在陰影中等等。套用這些簡化方法的渲染手段稱為「Ray Tracing」,為電影特效帶來了以假亂真的畫面,也勉強可以在合理的時間內完成運算。



但對於有大把預算的電影公司來說算是「合理」的時間,是一般消費者所不可及的,因此在消費型的顯卡上,過去用的一直是個有點偷吃步的方式,將光影的計算用模擬的方式,套用畫面中 3D 物件的表面材質上。這種稱為 Rasterization 的做法可以達到極好的效果,但因為難以疊加不同物體對光線的影響在一起,因此碰到透明物體、或是散射的光線時,就會失去一些真實感,讓遊戲畫面總是有那麼一點「假假的」。不過隨著顯卡運算能力愈來愈強大,終究還是有方法可以增加模擬的複雜度,讓遊戲引擎的擬真度一點一點地在增進。

但到了現在,我們來到了一個有趣的分岐點:增加遊戲引擎擬真度所需的運算力,已經開始逼近初級的 Ray Tracing 了。如此一來,問題就變成我們要繼續用偷吃步的假方式來產生畫面,還是乾脆就切成更能反應真實世界光影變化的 Ray Tracing?NVIDIA 的豪賭,就是認為現在已經到了可以轉換的時候,並且率先推出了這一系列花費了大量晶片空間來實現 Ray Tracing 的 RTX 2000 系列顯卡,甚至連沿用多年的 「GTX」品牌都換成了「RTX」。



實在的說,就算是強如 RTX 2000,也尚無法真的完美實現即時的 Ray Tracing,因此 NVIDIA 採用的是一種複合式的畫面呈現,將大部份的元素先用 Rasterization 來完成後,特定的光影效果再利用專職 Ray Tracing 的「RT Core」來完成,最後疊合在一起。但就算如此,在支援的遊戲下還是可以產生前所未見的特效,像是我們在發表會上看到的水面反射、半透明的窗戶、甚至是槍管上的反光等,在全局照明上也可以產生更具氣氛的環境燈光。

但關鍵字還是在於「支援的遊戲」這五個字上。做為遊戲業界有力的推手,NVIDIA 已經讓不少遊戲商「上車」,加入 Ray Tracing 的行列,但終究這只是視覺上的一種呈現方式,不是所有的遊戲都需要,也不見得所有的消費者都在意。在現在只有極少數顯卡支援的情況下,觀望中的遊戲開發商恐怕還是佔大多數的,而且在可預見的未來這狀況都將持續下去。



所以真正一般消費者在當前購入時所關心的,恐怕還是在不支援 Ray Tracing 的遊戲中,RTX 2000 系列顯卡能有多少的提升,而這裡 NVIDIA 端出來的法寶,是個稱為「DLSS」的技術。DLSS 是個利用了 Turing 架構中,與 AI 學習相關的 Tensor Core 的一個深度學習技術,將反鋸齒補償的運算,交由 AI 來進行。這可以大幅減輕顯卡的運算負擔,特別是在高解析度的畫面下差距更明顯。也是 NVIDIA 所宣稱的幀數差異的主要來源。由於 AI 模型的訓練由 NVIDIA 進行,相關的更新也將經由驅動程式,因此相對來說這個功能的遊戲支援性要簡易得多,應該能較快看到它的普及。



之所以稱 RTX 2000 是 NVIDIA 的「豪賭」,是因為 NVIDIA 放了大把的資源 -- 包括開發和晶片空間 -- 到一個當前沒有任何遊戲支援,下一代發表前恐怕也只有極少數遊戲支援的功能上。就當前來說,一般消費者能直接看到的幀數差異,4K 的話同級產品(RTX 2080Ti vs GTX 1080Ti 或 RTX 2080 vs GTX 1080)間大約是 25% 上下。NVIDIA 要能靠這些升級(再加上 Ray Tracing 未來的大餅)吸引足夠多的消費者購入 RTX 顯卡,然後再靠著這些已經有 RTX 顯卡的玩家,來說服遊戲商加入 RTX 的行列。如果 NVIDIA 成功的話,將可望再主宰好幾代的顯卡市場,但 RTX 的高單價和相對單薄的「立即性」效能提升,讓 NVIDIA 的位置相對尷尬了一些。

是直上 RTX,為未來做準備,並且為 NVIDIA 的願景投下贊成票;又還是先觀望個一兩代,甚至撿一下 GTX 1000 系列的便宜?這就要各位看倌們來做決定囉。

從小就對各種科技產品著迷的 Andy,有著要花很長的時間才能解釋清楚的綽號「小姜」。平常就愛出國(特別是日本)的他,最早加入 Engadget 就是因為可以出國、找到好玩的 3C 產品寫、還可以有稿費拿,一舉多得呢!現在做為一個全職的資深編輯,出國的機會已經大大的減少,但玩到新產品的機會卻依然很多,是 Andy 每日快樂的泉源。Andy 最喜歡的是勇於創新的公司,最討厭的是山寨!
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