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图灵、帕斯卡 齐上阵!《古墓丽影:暗影》光线追踪及DLSS性能需求测试

发表时间:2019-5-4  来源:https://new.qq.com/omn/20190427/20190427A0GE2G00  作者:微型计算机(“ZZer”转载)  浏览次数:475  
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  去年RTX显卡发布时,NVIDIA就宣布《古墓丽影:暗影》是支持光线追踪的游戏之一。然而当玩家们兴致勃勃地为自己的游戏主机装入刚上市的RTX显卡,并进入《古墓丽影:暗影》准备体验光线追踪时才发现,这款游戏尚未支持光线追踪,这的确令玩家们大失所望,难道这只是老黄给玩家们画的大饼吗?当《古墓丽影:暗影》即将进入“养老期”时,这款游戏终于在今年3月下旬迎来对光线追踪和DLSS技术的支持。

  就在我们准备对这款游戏的光线追踪和DLSS性能需求进行测试时,NVIDIA又推出了新的显卡驱动,更新该驱动之后,没有搭载RT Core的GTX 16系和部分GTX 10系显卡也能支持光线追踪技术。于是我们决定将图灵显卡和支持光线追踪的帕斯卡显卡一一请出,看看它们在运行《古墓丽影:暗影》时究竟能拥有怎样的性能表现。

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  多款帕斯卡架构显卡支持光线追踪

  从NVIDIA公布的消息来看,安装最新的NVIDIA GeForce显卡驱动之后,GTX 1660 Ti和GTX 1660这两款基于图灵架构的显卡,以及GTX 1060 6GB、GTX 1070、GTX 1070 Ti、GTX 1080和GTX 1080 Ti这5款基于帕斯卡架构的显卡均能支持光线追踪技术。

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  可以看出,GTX 1060 6GB以上的GTX 10系以及GTX 16系显卡限于自身硬件条件,只支持基础的光追效果,也只有少量的光线追踪渲染数量(Ray Count)。

  不过鉴于上述7款显卡并没有搭载专门用于光线追踪渲染的RT Core,所以从理论上来说,这些显卡在进行光线追踪实时渲染的效率会远低于拥有RT核心的RTX显卡。那么这些显卡能否流畅运行开启光线追踪之后的《古墓丽影:暗影》呢?

  从NVIDIA的官方资料来看,在2.5K分辨率(2560×1440)和光线追踪等级设定为“高”时,上述7款显卡仅有GTX 1080 Ti运行《古墓丽影:暗影》的平均游戏帧率达到30fps的基本流畅水平,不得不说,它们的表现难免有些不尽人意。那么它们在1080p和4K分辨率下的表现如何呢?在测试环节中我们会进行重点考察。

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  在2.5K分辨率(2560×1440)和光线追踪等级设定为“高”时,仅有GTX 1080 Ti运行《古墓丽影:暗影》的平均游戏帧率达到30fps的基本流畅水平。

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《古墓丽影:暗影》中光线追踪工作原理图解

  不同游戏支持不同类型的光线追踪

  也许有的玩家对光线追踪技术并不太熟悉或者对其技术特点已经有所遗忘,所以我们不妨先来回顾一下。光线追踪是一种渲染技术,它的主要目的是通过计算光和渲染物体之间的反应,得到正确的反射、折射、阴影、全局照明等结果,从而逼真地模拟场景和场景内对象的光照情况。

  目前主流的光线追踪技术并不是将场景内的光线投射至用户眼睛,而是通过2D观察平面(像素平面)将光线实际投射或者从视图相机向后拍摄到3D场景中,并回到光源的光线。一般来说,反向跟踪过程比正向跟踪光源的光线更有效,因为只有穿过视平面到达眼睛的光线才会被计算。

  在关于光线追踪的介绍图例和相关报道中,相信玩家们见过较多的就是光线追踪的镜面反射效果。的确,镜面反射效果非常直观,而且在首款支持光线追踪技术的游戏《战地5》中,开启光线追踪之后的镜面反射效果也非常明显。不过正如前文所说,光线追踪不仅能实现反射效果,而且还能呈现出更加逼真的折射、阴影和全局照明等效果。因此,《战地5》中的镜面反射效果只是光线追踪技术的一种应用实例。

  在NVIDIA近期公布的资料中,我们看到不同的游戏支持不同类型的光线追踪效果。例如,在RTX显卡上市之初我们体验的《星球大战》测试Demo就同时支持反射、阴影和环境光遮蔽这3种渲染效果。而我们此前测试的《地铁:离去》则支持的是全局照明和环境光遮蔽这两种效果,这也就解释了我们为什么在测试《地铁:离去》时,几乎无法在水面、冰面和镜面上找到光线追踪开启和关闭的区别——因为这款游戏根本就不支持反射效果。此外,本次评测的《古墓丽影:暗影》其光线追踪效果的重点就在于阴影部分。

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  NVIDIA将Ray Tracing光追效果分成了很多种不同的效果场景,不同游戏在光追效果的侧重点与支持度上有所不同。像我们本次评测的《古墓丽影:暗影》,其光追效果的重点渲染就在于阴影部分。

  不同光线追踪等级下的游戏画面

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  从上面4张图片我们可以看到,相比关闭光线追踪,其等级设定为“中”时,图片左上角和与下角的树叶阴影有细微变化,但如果不仔细观察就比较容易忽略掉。不过当光线追踪等级进一步提升至“高”之后,树叶阴影的变化就非常明显——在光线追踪效果渲染下,阴影更加真实柔和,并且拥有与真实情况基本一致的明暗边界。不像关闭DXR时,阴影基本只是渲染的贴图,而不是随着真实的光线环境进行变化。最后我们将光线追踪等级提升至“非常高”,可以看到树叶和劳拉的影子变化都不算特别明显,如果不是仔细对比都不容易发现。

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  为了进一步验证《古墓丽影:暗影》中不同光线追踪等级带来的变化是否相同,我们另外找到了一个同时包含植物和人物阴影的场景。通过对比上面4张图片我们可以看到,当光线追踪等级从“关”调节至“中”之后,植物和人物的阴影边缘在整体视觉上的变化并不明显。不过当光线追踪等级调节至“高”之后,3个红色方框中的阴影轮廓变得更加真实、柔和。不仅如此,除了方框中的阴影,玉米丛中的阴影也变得更加丰富,视觉上也更加逼真。此外,当光线追踪等级调节至“非常高”之后,植物和人物的阴影只是在光线追踪等级为“高”的基础上仅发生略微变化。

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  除了植物和人物的阴影之外,我们还在游戏中的其他场景对比了不同光线追踪等级下的游戏画面,其中一个场景就是在点燃火堆的室内。选择这个场景是因为我们在《地铁:离去》中找到了光线追踪发挥作用的画面,所以我们在这一场景中进行了对比。对比上面4张图片我们可以看到,除了在光线追踪为“关”和“中”这两个等级时,两个红色方框中的地面细节略有不同,光线追踪等级进一步提升也并没有出现明显变化。不仅如此,画面中的石壁亮度,器皿的阴影等细节也没有发生明显改变,这也就证明了《古墓丽影:暗影》并不支持全局照明和环境光遮蔽这两种渲染效果。

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  为了对比光线追踪等级提升之后,《古墓丽影:暗影》中的水面反射是否会出现变化,最后一个测试场景我们选择在水池边。在仔细对比了光线追踪分别为“关”、“中”、“高”和“非常高”这4个等级的截图之后我们看到,水面上植物的倒影并没有发生明显变化,反而是树叶和树根的影子变化更加惹眼。在不同光线追踪等级下,红色方框中的树叶和树根的影子变化规律和我们在第一和第二个测试场景中的变化一致——光线追踪为“中”和“高”之间的游戏画面变化非常明显,而光线追踪为“关”和“中”之间,以及光线追踪为“高”和“非常高”之间的变化则比较小。

  我们如何测试

  我们本次测试将探究以下几个问题:一、RTX显卡在运行开启不同光线追踪等级的《古墓丽影:暗影》时,游戏平均帧率能达到多少;二、在开启DLSS之后,RTX显卡在运行《古墓丽影:暗影》的平均帧率会有多大幅度的提升;三、支持光线追踪的GTX 16系列显卡和GTX 10系列显卡在运行开启光线追踪之后的《古墓丽影:暗影》,其游戏平均帧率能够达到怎样的水平。

  为了找到以上问题的准确答案,我们决定让参测显卡分别在1080p、2.5K和4K分辨率,以及“RT关+DLSS关”、“RT中+DLSS关”、“RT高+DLSS关”、“RT非常高+DLSS关”和“RT非常高+DLSS开”这5种设定下测试游戏平均帧率。需要说明的是,我们不推荐GTX 1660 Ti、GTX 1660、GTX 1070和GTX 1060 6GB在4K分辨率下运行多数游戏大作,所以上述4款显卡不会在4K分辨率下进行测试。此外,RTX 2080 Ti和RTX 2080在1080p分辨率下不支持DLSS,所以我们无法在“RT非常高+DLSS开”设定下获得测试成绩。

  测试平台一览

  处理器:英特尔酷睿i9-7900X

  主板:X299主板

  内存:芝奇幻光戟DDR4 3000 32GB四通道内存

  显卡:NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti FE、NVIDIA GeForce RTX 2080 FE、NVIDIA GeForce RTX 2070 FE、NVIDIAGeForce RTX 2060 FE、GTX 1660 Ti、GTX 1660、GTX 1080 Ti、GTX 1080、GTX 1070 Ti、GTX 1070、GTX 1060 6GB

  RTX显卡:光线追踪和DLSS性能测试

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  从我们的测试成绩可以看到,随着光线追踪等级的提升,4款RTX显卡运行《古墓丽影:暗影》的平均游戏帧率也逐渐下降。在不同的光线追踪等级之间,“中”和“高”这两种光线追踪等级之间的游戏平均帧率变化最为明显,这也和我们在画面对比中的结果比较相似。此外,相比关闭光线追踪时的测试成绩,4款RTX显卡在光线追踪设定为“非常高”之后,运行《古墓丽影:暗影》的游戏平均帧率下降幅度都非常明显。不过,此时就该DLSS大显身手了。

  在光线追踪设定为“非常高”时,我们直接打开DLSS。从测试成绩可以看到,游戏帧率明显提升。特别是在4K和“非常高”画质设定下,上述4款RTX显卡在光线追踪设定为“非常高”并开启DLSS之后,测得的平均帧率都已经逼近甚至超过关闭光线追踪时的测试结果。不过值得注意的是,当游戏分辨率调低之后,开启DLSS所带来的帧率提升幅度也会随之降低。也就是说,如果GPU的负载越高,DLSS能够带来的性能提升也就越高。

  GTX 16系和10系显卡:光线追踪性能测试

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  参与这部分测试的7款显卡中,GTX 1080 Ti的理论性能最强,但它在面对开启光线追踪之后的《古墓丽影:暗影》也显得有些艰难。例如在1080p分辨率和光线追踪设定为“非常高”时,GTX 1080 Ti运行《古墓丽影:暗影》的平均帧率已经下降到48fps。即使是将光线追踪降低为“高”,平均游戏帧率也无法提升到60fps的绝对流畅基准线。

  此外,在1080p分辨率和光线追踪设定为“高”时,GTX 1660 Ti、GTX 1660、GTX 1080、GTX 1070 Ti和GTX 1070这5款显卡运行这款游戏的平均帧率勉强能够达到30fps的流畅基准线,而GTX 1060 6GB在上述设定下的测试成绩则低得可怜。不仅如此,参与这部分测试的7款显卡在2.5K和4K分辨率下运行开启光线追踪的《古墓丽影:暗影》就显得更加吃力。因此我们认为,参与这部分测试的7款显卡只适合在1080p分辨率下简单体验开启光线追踪的《古墓丽影:暗影》。

  玩“光追”还得靠RTX显卡

  虽然《古墓丽影:暗影》只加入了光线追踪的阴影渲染效果,但从我们的测试成绩来看,只有搭载RT核心,并支持DLSS的RTX显卡才能够在这款游戏中为玩家们提供更逼真并且足够流畅的游戏画面。例如,RTX 2080 Ti和RTX 2080能够在2.5K分辨率,光线追踪等级为“非常高”+开启DLSS设定下,运行《古墓丽影:暗影》的平均帧率达到60fps的绝对流畅基准线。RTX 2070和RTX 2060能够在1080p分辨率,光线追踪等级为“非常高”+开启DLSS设定下,运行《古墓丽影:暗影》的平均帧率达到或者逼近60fps。

  对于没有搭载RT核心并且不支持DLSS的GTX 16系和部分GTX 10系显卡,我们只推荐在1080p分辨率下体验光线追踪。此外,考虑到光线追踪等级为“高”和“非常高”之间的画面变化并不明显,而且当光线追踪设定为“非常高”之后,游戏帧率会更低,所以我们建议玩家们将光线追踪等级设定为“高”即可。

  综上所述,想要在《古墓丽影:暗影》中体验逼真并且足够流畅的游戏画面,那就还得手持RTX显卡。对于已经入手GTX 16系和GTX 10系显卡的玩家,我们更建议你们在1080p分辨率下简单体验光线追踪带来的逼真游戏画面即可。因为如果长时间使用上述7款显卡在《古墓丽影:暗影》中体验光线追踪,不够流畅的游戏帧率往往会给你带来糟糕的游戏体验。

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