一、前言：《赛博朋克2077》尝鲜全景光线追踪
在光线追踪技术诞生之前，我们在游戏中所看到的光影都是通过光栅化渲染生成的。
光栅化渲染实际上是将一个3D图形的几何信息转变为一个个栅格组成的2D图像的过程，在这过程中所有的光影效果、光线投射都是提前规划好的。
(资料图片仅供参考)
也就是说，如果开发者在设计时不那么严谨，就会在不应该有阴影的地方出现阴影。
即便耗费巨大精力去提前设计好的所有阴影的可能情况，也只能做到接近于真实，况且这一点本身也很难做到。
2018年9月，Turing GPU正式发布，NVIDIA第一次向世人展示了实时光线追踪技术，不仅带来了更加真实的光影特效，而且大大减轻了游戏开发者的工作负担。
只是，第一款真正能全面展现实时光线追踪技术的游戏直到2年后才到来，名字大家也都知道，就是《赛博朋克2077》。
不过限于当时的GPU性能，实时光线追踪技术也只是一些主要物体的光线进行实时追踪，并且光线量以及的反射与折射的次数都受到了限制。
2023年4月，NVIDIA推出了升级版的全景光线追踪技术（又称路径光追），第一个吃螃蟹的依旧是《赛博朋克2077》。
本月份，《赛博朋克2077》更新了宣传已久的“光线追踪：超速模式”技术预览版，简称简称全景光线追踪（路径追踪）。
所谓全景光线追踪，就是可以让游戏中数以千计的物体所发出的光都具有光线追踪的效果。
在《赛博朋克 2077》中，每个霓虹灯、路灯、LED 广告牌、汽车前灯和其他光源现在都会呈现出光线追踪效果，从而使物体、墙壁、过往汽车和行人都沐浴在准确的光照中。
下面我们通过2个动图来向大家展示全景光线追踪技术的画面效果。
在全景光追模式下，《赛博朋克2077》单像素需要635条计算光线，十倍于常规模式，带来了近乎真实世界的光影特效。
但是付出的代价也是惊人的！开启光线追踪：超速模式之后，即便是RTX 4090也无法在2K分辨率下流畅运行，帧率仅有40FPS，4K分辨率下的帧率会继续腰斩到20FPS。
因此，想要正常体验《赛博朋克2077》的光线追踪：超速模式，DLSS 3几乎是必选项。
本次我们收集了已发布的4张公版RTX 40系GPU，包括RTX 4070、RTX 4070 Ti、RTX 4080、RTX 4090。
测试平台如下：
二、画面体验：已无限逼近现实世界的光影特效
第一组：
默认状态下，投射的倒影大都是错的。
开启光线追踪之后，倒影更加真实。
开启光线追踪：超速模式之后，光线量更加充足，比如地上的灯光也能够照亮屋顶的水管。
第二组：
这是默认最高画质，不仅倒影错误，光线量和反光次数也严重不足，很多地方漆黑一片。
开启光线追踪之后，地面出现正确倒影，光线量也多了一些。
开启光线追踪：超速模式，光线量暴增，同时光线多次反射和折射之后，该亮的地方更亮，不再是黑乎乎一片。
第三组：
传统的光栅化渲染，很多阴影都是错误的。
开启光线追踪之后，倒影更加真实。
开启光线追踪：超速模式之后，顶上的LED照明灯光照程度已与现实无异，光影真实、光线量充足，这才全景光线追踪该有的样子。
第四组：
开启光线追踪：超速模式之后，建筑物反射的太阳光再次反射到屋内，又继续漫反射。
此时的观感和已非常逼近现实世界。
三、帧率测试：4K分辨率下开启DLSS 3帧率提升超过300%
1、2K分辨率测试
以下以RTX 4070为例来分析帧率。
超级画质下，帧率82FPS。
开启超级光线追踪模式，帧率降到了37.5FPS。
光线追踪：超速模式状态下，帧率继续暴跌到18FPS。
光线追踪：超速模式+DLSS 2，帧率直接来到了52FPS，具有了一定的可玩性。
光线追踪：超速模式+DLSS 3，帧率85FPS，提升幅度高达467%，画面已经非常流畅。
2、4K分辨率测试
下面以RTX 4090为例来看帧率变化。
4K超级画质下，帧率为82FPS。
开启超级光线追踪之后，帧率腰斩到了41FPS。
开启光线追踪：超速模式，帧率继续腰斩，只有21FPS。
光线追踪：超速模式+DLSS 2帧率提升了200%，达到了66FPS，已可流畅运行。
继续开启DLSS 3，帧率超过了100FPS。
3、功耗
以下是RTX 4090在4K分辨率的功耗。
超级画质，功耗是345W。
开启光线追踪，功耗涨到了412W，多了差不多70W。
光线追踪：超速模式下，功耗进一步提升到了423W。
光线追踪：超速模式 + DLSS 2,功耗降到了381W。
光线追踪：超速模式 + DLSS 3，功耗进一步降低到371W。
以下是测试数据汇总：
在2K分辨率下，开启全景光线追踪之后，即便是RTX 4090帧率也只有45FPS。
不过在开启DLSS 2之后，平均帧率提升幅度都在150%以上，就连RTX 4070也有52FPS，非常接近流畅运行的标准。
开启DLSS 3之后，RTX 4070帧率提升幅度高达267%，84FPS的帧率已经是非常流畅。至于RTX 4090，其帧率已经突破180FPS。
在4K分辨率下，开启全景光线追踪后帧率一般不足原来的25%，即使是RTX 4090也仅仅只有21帧。
开启DLSS 2之后，帧率提升幅度在200%以上，但也只有RTX 4090达到了流畅运行的标准。
开启DLSS 3之后，帧率替身幅度则都在300%以上，RTX 4070 Ti的帧率也达到了57FPS，已经能够流畅运行。
四、总结：体验2K全景光线追踪 RTX 4070即可
借助于RTX 4090的强大性能以及DLSS 3技术带来的帧率提升，全景光线追踪技术终于得以实现，带来了无限逼近于现实世界的光影效果，它给笔者带来的震撼不亚于5年前第一次体验实时光线追踪技术。
可以稍微畅享一下未来！随着AR/VR技术的发展，当有一天我们带上AR头显时，面对全景光追技术渲染出来的世界，会发出这样的感叹：啊，原来世界是这么的真实！
当然，体验新技术、新画面也是要付出代价的。
首先是功耗，在光线追踪：超速模式下，RTX 4090的实时功耗直接来到了423W，比普通光追高了10W，而光追关闭时，功耗只有340W。不过在开启DLSS 3之后，功耗有了显著减低，仅有371W。
性能方面，在开启光线追踪：超速模式之后，帧率会降到普通光线追踪的一半甚至更低。如果没有DLSS技术，可以说这个世界上目前没有任何一款消费级显卡可以在4K分辨率下能够正常运行。
不过在开启了DLSS 3之后，RTX 4070也能在2K分辨率下获得84FPS的流畅运行帧率，如果你用的是2K分辨率，那么RTX 4070就能满足你体验全景光线追踪的愿望。
至于4K分辨率，在开启DLSS 3之后，帧率提升幅度会超过300%，这个时候RTX 4070 Ti的帧率能达到57FPS，非常接近流畅运行的帧率要求。当然如果想要获得更好的体验，则需要RTX 4080或者RTX 4090。
希望在《赛博朋克2077》之后，未来会有更多的游戏支持全景光线追踪技术。
