圖靈、帕斯卡齊上陣《古墓麗影：喑影》光線追蹤及DLSS性能需求測試

張祖強

去年RTX顯卡發布時，NVIDIA就宣布《古墓麗影：暗影》是支持光線追蹤的游戲之一。然而當玩家們興致勃勃地為自己的游戲主機裝入剛上市的RTX顯卡，并進入《古墓麗影：暗影》準備體驗光線追蹤時才發現，這款游戲尚未支持光線追蹤，這的確令玩家們大失所望，難道這只是老黃給玩家們畫的大餅嗎？當《古墓麗影：暗影》即將進入“養老期”時，這款游戲終于在今年3月下旬迎來對光線追蹤和DLSS技術的支持。就在我們準備對這款游戲的光線追蹤和DLSS性能需求進行測試時，NVIDIA又推出了新的顯卡驅動，更新該驅動之后，沒有搭載RT Core的GTX 16系和部分GTX 10系顯卡也能支持光線追蹤技術。于是我們決定將圖靈顯卡和支持光線追蹤的帕斯卡顯卡——請出，看看它們在運行《古墓麗影：暗影》時究竟能擁有怎樣的性能表現。

多款帕斯卡架構顯卡支持光線追蹤

從NVIDIA公布的消息來看，安裝最新的NVIDIA GeForce顯卡驅動之后，GTX 1660 Ti和GTX 1660這兩款基于圖靈架構的顯卡，以及GTX 1060 6GB、GTX 1070、GTX 1070 Ti、GTX 1080和GTX 1080 Ti這5款基于帕斯卡架構的顯卡均能支持光線追蹤技術。不過鑒于上述7款顯卡并沒有搭載專門用于光線追蹤渲染的RT Core，所以從理論上來說，這些顯卡在進行光線追蹤實時渲染的效率會遠低于擁有RT核心的RTX顯卡。那么這些顯卡能否流暢運行開啟光線追蹤之后的《古墓麗影：暗影》呢？從NVIDIA的官方資料來看，在2.5K分辨率（2560×1440）和光線追蹤等級設定為“高”時，上述7款顯卡僅有GTX 1080 Ti運行《古墓麗影：暗影》的平均游戲幀率達到30fps的基本流暢水平，不得不說，它們的表現難免有些不盡人意。那么它們在1080p和4K分辨率下的表現如何呢？在測試環節中我們會進行重點考察。

不同游戲支持不同類型的光線追蹤

也許有的玩家對光線追蹤技術并不太熟悉或者對其技術特點已經有所遺忘，所以我們不妨先來回顧一下。光線追蹤是一種渲染技術，它的主要目的是通過計算光和渲染物體之間的反應，得到正確的反射、折射、陰影、全局照明等結果，從而逼真地模擬場景和場景內對象的光照情況。目前主流的光線追蹤技術并不是將場景內的光線投射至用戶眼睛，而是通過2D觀察平面（像素平面）將光線實際投射或者從視圖相機向后拍攝到3D場景中，并回到光源的光線。一般來說，反向跟蹤過程比正向跟蹤光源的光線更有效，因為只有穿過視平面到達眼睛的光線才會被計算。

在關于光線追蹤的介紹圖例和相關報道中，相信玩家們見過較多的就是光線追蹤的鏡面反射效果。的確，鏡面反射效果非常直觀，而且在首款支持光線追蹤技術的游戲《戰地5》中，開啟光線追蹤之后的鏡面反射效果也非常明顯。不過正如前文所說，光線追蹤不僅能實現反射效果，而且還能呈現出更加逼真的折射、陰影和全局照明等效果。因此，《戰地5》中的鏡面反射效果只是光線追蹤技術的一種應用實例。

在NVIDIA近期公布的資料中，我們看到不同的游戲支持不同類型的光線追蹤效果。例如，在RTX顯卡上市之初我們體驗的《星球大戰》測試Demo就同時支持反射、陰影和環境光遮蔽這3種渲染效果。而我們此前測試的《地鐵：離去》則支持的是全局照明和環境光遮蔽這兩種效果，這也就解釋了我們為什么在測試《地鐵：離去》時，幾乎無法在水面、冰面和鏡面上找到光線追蹤開啟和關閉的區別——因為這款游戲根本就不支持反射效果。此外，本次評測的《古墓麗影：暗影》則僅支持陰影這一種渲染效果。

不同光線追蹤等級下的游戲畫面

從上面4張圖片我們可以看到，相比關閉光線追蹤，其等級設定為“中”時，圖片左上角和與下角的樹葉陰影有細微變化，但如果不仔細觀察就比較容易忽略掉。不過當光線追蹤等級進一步提升至“高”之后，樹葉陰影的變化就非常明顯——在光線追蹤效果渲染下，陰影更加真實柔和，并且擁有與真實情況基本致的明暗邊界。不像關閉DxR時，陰影基本只是渲染的貼圖，而不是隨著真實的光線環境進行變化。最后我們將光線追蹤等級提升至“非常高”，可以看到樹葉和勞拉的影子變化都不算特別明顯，如果不是仔細對比都不容易發現。

為了進一步驗證《古墓麗影：暗影》中不同光線追蹤等級帶來的變化是否相同，我們另外找到了一個同時包含植物和人物陰影的場景。通過對比上面4張圖片我們可以看到，當光線追蹤等級從“關”調節至“中”之后，植物和人物的陰影邊緣在整體視覺上的變化并不明顯。不過當光線追蹤等級調節至“高”之后，3個紅色方框中的陰影輪廓變得更加真實柔和。不僅如此，除了方框中的陰影，玉米叢中的陰影也變得更加豐富，視覺上也更加逼真。此外，當光線追蹤等級調節至“非常高”之后，植物和人物的陰影只是在光線追蹤等級為“高”的基礎上僅發生略微變化。

除了植物和人物的陰影之外，我們還在游戲中的其他場景對比了不同光線追蹤等級下的游戲畫面，其中一個場景就是在點燃火堆的室內。選擇這個場景是因為我們在《地鐵：離去》中找到了光線追蹤發揮作用的畫面，所以我們在這場景中進行了對比。對比上面4張圖片我們可以看到，除了在光線追蹤為“關”和”中”這兩個等級時，兩個紅色方框中的地面細節略有不同，光線追蹤等級進一步提升也并沒有出現明顯變化。不僅如此，畫面中的石壁亮度，器皿的陰影等細節也沒有發生明顯改變，這也就證明了《古墓麗影：暗影》并不支持全局照明和環境光遮蔽這兩種效果。

為了對比光線追蹤等級提升之后，《古墓麗影：暗影》中的水面反射是否會出現變化，最后一個測試場景我們選擇在水池邊。在仔細對比了光線追蹤分別為“關”、“中”、“高”和“非常高”這4個等級的截圖之后我們看到，水面上植物的倒影并沒有發生明顯變化，反而是樹葉和樹根的影子變化更加惹眼。在不同光線追蹤等級下，紅色方框中的樹葉和樹根的影子變化規律和我們在第一和第二個測試場景中的變化一致一光線追蹤為“中”和“高”之間的游戲畫面變化非常明顯，而光線追蹤為“關”和“中”之間，以及光線追蹤為“高”和“非常高”之間的變化則比較小。

我們本次測試將探究以下幾個問題：一、RTX顯卡在運行開啟不同光線追蹤等級的《古墓麗影：暗影》時，游戲平均幀率能達到多少;二、在開啟DLSS之后，RTX顯卡在運行《古墓麗影：暗影》的平均幀率會有多大幅度的提升;三、支持光線追蹤的GTX16系列顯卡和GTX 10系列顯卡在運行開啟光線追蹤之后的《古墓麗影：暗影》，其游戲平均幀率能夠達到怎樣的水平。

為了找到以上問題的準確答案，我們決定讓參測顯卡分別在1080p、2.5K和4K分辨率，以及“RT關+DLSS關”、“RT中+DLSS關”、“RT高+DLSS關”、“RT非常高+DLSS關”和“RT非常高+DLSS開”這5種設定下測試游戲平均幀率。需要說明的是，我們不推薦GTX 1660 Ti、GTX 1660、GTX 1070和GTX1060 6GB在4K分辨率下運行多數游戲大作，所以上述4款顯卡不會在4K分辨率下進行測試。此外，RTX 2080 Ti和RTX 2080在1080p分辨率下不支持DLSS，所以我們無法在“RT非常高+DLSS開”設定下獲得測試成績。

從我們的測試成績可以看到，隨著光線追蹤等級的提升，4款RTX顯卡運行《古墓麗影：暗影》的平均游戲幀率也逐漸下降。在不同的光線追蹤等級之間，“中”和“高”這兩種光線追蹤等級之間的游戲平均幀率變化最為明顯，這也和我們在畫面對比中的結果比較相似。此外，相比關閉光線追蹤時的測試成績，4款RTX顯卡在光線追蹤設定為“非常高”之后，運行《古墓麗影：暗影》的游戲平均幀率下降幅度都非常明顯。不過，此時就該DLSS大顯身手了。

在光線追蹤設定為“非常高”時，我們直接打開DLSS。從測試成績可以看到，游戲幀率明顯提升。特別是在4K和“非常高”畫質設定下，上述4款RTX顯卡在光線追蹤設定為“非常高”并開啟DLSS之后，測得的平均幀率都已經逼近甚至超過關閉光線追蹤時的測試結果。不過值得注意的是，當游戲分辨率調低之后，開啟DLSS所帶來的幀率提升幅度也會隨之降低。也就是說，如國GPU的負載越高，DLSS能夠帶來的性能提升也就越高

GTX 16系和10系顯卡：光線追蹤性能測試

參與這部分測試的7款顯卡中，GTX 1080 Ti的理論性能最強，但它在面對開啟光線追蹤之后的《古墓麗影：暗影》也顯得有些艱難。例如在1080p分辨率和光線追蹤設定為“非常高”時，GTX 1080 Ti運行《古墓麗影：暗影》的平均幀率已經下降到48fps。即使是將光線追蹤降低為“高”，平均游戲幀率也無法提升到60fps的絕對流暢基準線。此外，在1080p分辨率和光線追蹤設定為“高”時，GTX 1660 Ti、GTX 1660、GTX 1080、GTX1070 Ti和GTX 1070這5款顯卡運行這款游戲的平均幀率勉強能夠達到30fps的流暢基準線，而GTX 1060 6GB在上述設定下的測試成績則低得可憐。不僅如此，參與這部分測試的7款顯卡在2.5K和4K分辨率下運行開啟光線追蹤的《古墓麗影：暗影》就顯得更加吃力。因此我們認為，參與這部分測試的7款顯卡只適合在1080p分辨率下簡單體驗開啟光線追蹤的《古墓麗影：暗影》。

玩“光追”還得靠RTX顯卡

雖然《古墓麗影：暗影》只加入了光線追蹤的陰影渲染效果，但從我們的測試成績來看，只有搭載RT核心，并且支持DLSS的RTX顯卡才能夠在這款游戲中為玩家們提供更逼真并且足夠流暢的游戲畫面。例如，RTX 2080 Ti和RTX 2080能夠在2.5K分辨率，光線追蹤等級為“非常高”+開啟DLSS設定下，運行《古墓麗影：暗影》的平均幀率達到60fps的絕對流暢基準線。RTX 2070和RTX 2060能夠在1080p分辨率，光線追蹤等級為“非常高”+開啟DLSS設定下，運行《古墓麗影：暗影》的平均幀率達到或者逼近60fps。對于沒有搭載RT核心并且不支持DLSS的GTX 16系和部分GTX 10系顯卡，我們只推薦在1080p下體驗光線追蹤。此外，考慮到光線追蹤等級為“高”和“非常高”之間的畫面變化并不明顯，而且當光線追蹤設定為“非常高”之后，游戲幀率會更低，所以我們建議玩家們將光線追蹤等級設定為“高”即可。綜上所述，想要在《古墓麗影：暗影》中體驗逼真并且足夠流暢的游戲畫面，那就還得手持RTX顯卡。對于已經入手GTX 16系和GTX 10系顯卡的玩家，我們更建議你們在1080p分辨率下簡單體驗光線追蹤帶來的逼真游戲畫面即可。因為如果長時間使用上述7款顯卡在《古墓麗影：暗影》中體驗光線追蹤，不夠流暢的游戲幀率往往會給你帶來糟糕的游戲體驗。