GeForce RTX 20家族的3款顯卡已經正式上市，並且各大電商平台上也有不少公版、非公版RTX顯卡開賣，小夥伴們都“剁手”了沒？或許“爽黨”們已經開始享受RTX顯卡那前所未有的快感，或許有的“理智派”正處於觀望狀態，畢竟從RTX顯卡發布到現在都一個多月了，但仍然沒有遊戲正式支持RTX顯卡的DLSS和光線追蹤者兩大“黑科技”。難道這只是NVIDIA給玩家們開的“空頭支票”嗎？當然不是，NVIDIA已經發布了支持DLSS和光線追蹤的測試Demo。下面我們就來上一堂實驗課，用這些測試Demo來看看“身懷絕技”RTX顯卡到底有多牛。
理論課：DLSS和光線追蹤是啥？
還在問DLSS和光線追蹤是啥的同學請你坐下，看來你還不是NVIDIA的“鐵粉”。也罷！在正式上實驗課之前，咱們就先上一堂理論課，複習一下DLSS和光線追蹤的知識要點。記不住的同學請做好筆記，將來可能會考的哦！
AI加持
深度學習超級采樣DLSS
DLSS的英文全稱是Deep Learning Super Sampling，翻譯成中文就是“深度學習超級采樣”，為了方便同學們記憶，咱們稱之為DLSS即可。
首先，咱們先來複習一下DLSS的工作原理。目前，大部分遊戲在渲染完成後都並非直接輸出至螢幕，而是需要進行一系列後處理。比如抗鋸齒功能，包含TAA時間抗鋸齒、FXAA快速自適應抗鋸齒等。不過這些抗鋸齒或者其他優化影像的功能都存在問題，比如造成模糊、錯誤的處理圖形元素等。對這種類型的問題而言，單純依賴算法是不可能解決的，但對AI來說，這是一個非常好的應用場合。通過AI的對電腦進行數萬、數十萬的訓練後，AI可以識別出不同的畫面元素，並且可以自動補充以產生高品質的圖形效果。
▲DLSS 2x和64倍SSAA畫質對比，幾乎完全相同。
根據NVIDIA的數據，他們先是收集了遊戲開啟了64倍全螢幕抗鋸齒的完美畫質作為參考圖樣，然後獲取正常渲染獲取的原始影像，接下來訓練DLSS匹配完美畫質圖樣，通過每個輸入要求DLSS產生輸出，測量這些輸出和完美畫質圖樣之間的差距，並且根據差值調整網格權重，再多次迭代後，DLSS能夠輸出的畫面品質相比原始完美畫面已經非常接近了。這個時候DLSS就擁有了對某個應用程式畫面優化的穩定的模型。接下來用戶通過GFE等軟體下載這個模型，並將其通過圖靈GPU應用在自己對應的遊戲上，就能夠實現接近完美畫質的影像。
除了上述標準DLSS功能外，NVIDIA還提供了DLSS 2X功能，這種功能的輸入以最終目標分辨率呈現，然後以更大的DLSS網絡組合產生接近64倍超級采樣水準的輸出影像，從而實現影像品質的提升。
▲DLSS有更為出色的時間穩定性和影像清晰度，幾乎不會造成紋理模糊。
生而為光
圖靈光線追蹤技術解析
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、間接照明等結果，從而逼真的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並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後拍攝到3D場景中，並回到光源的光線。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。
▲目前主流的光線追蹤算法是從觀察者出發光線，倒序計算。
其實，支持光線追蹤技術並不是RTX顯卡所搭載的圖靈核心特有的。圖靈核心之前，也有GPU支持光線追蹤技術，但是在實現的過程中會耗盡GPU的所有資源，並且無法實現每秒30幀的實時渲染。不過基於圖靈架構的GPU擁有可加速邊界體積層次（BVH）遍歷和光線/三角形（基元）交叉測試（光線投射）的RT核心，再搭配上NVIDIA的RTX軟體技術，每秒30幀甚至更快的光線追蹤便成為可能。
▲在圖靈之前的GPU也支持光線追蹤，不過BVH遍歷會耗盡GPU所有資源。
▲在加入了硬體光線追蹤模塊後，BVH遍歷和和接下來的交叉測試都可以交給專用硬體，效率得到了巨大提升。
那麽問題來了，實現實時光線追蹤之後，作為遊戲玩家的我們能夠體驗到怎樣的遊戲畫面？基於圖靈架構的GPU和基於帕斯卡架構的GPU相比，它們在光線追蹤效能方面的差距有多大呢？咱們不妨來看看下面的圖例。
▲光線追蹤在遊戲中的實際應用，注意車身上的火焰反射。
▲光線追蹤目前不僅在遊戲中使用，也可以在建築業等行業使用。
好了！DLSS和光線追蹤的知識要點咱們就複習到這兒，那位打瞌睡的同學可以醒醒了，我就知道你們對這些原理並沒有多大興趣，下面咱們就正式開始實驗。
實驗課：RTX顯卡的兩大“黑科技”有多牛？
大家看，我這裡準備了一台測試機，給大家簡單介紹一下配置——英特爾酷睿i9-7900X處理器，X299主機板、DDR4 3000 32GB四通道記憶體，NVIDIA GeForce RTX 2080顯卡，英特爾750 1.2TB PCIe SSD，巨集碁Predator X27顯示器，主要配置就是這些。這些配置一共多少錢？我算算啊！一一得一，二二得四，三八婦女節，六一兒童節……對不起！一共大約是47000塊。
不用驚歎，這都是“基本操作”。另外，我們將會拿基於帕斯卡架構的上一代顯卡NVIDIA GeForce GTX 1080進行對比，讓大家看看“黑科技”傍身的NVIDIA GeForce RTX 2080顯卡到底有多厲害。
DLSS性能對比
碾壓GTX 1080
目前支持DLSS的測試Demo有兩款，一款是《最終幻想ⅩⅤ：Benchmark》，另一款則是《品質效應2：滲透者》Benchmark Demo。從成績可以看到，DLSS的確給玩家帶來了足夠的驚喜。
在《最終幻想ⅩⅤ》中，相比在TAA抗鋸齒模式下，開啟DLSS之後RTX 2080運行該Demo的平均幀率高出4fps左右，並且相比運行在TAA抗鋸齒模式下的GTX 1080幀率提升了50%以上！而在《品質效應2：滲透者》中，RTX 2080在TAA抗鋸齒模式下運行該Demo的平均幀率為45.1fps，而當開啟DLSS之後，平均幀率直接飆升到61.7，提升了約16fps。
不僅如此，RTX 2080在DLSS開啟之後的平均幀率更是GTX 1080的兩倍。通過這兩款測試Demo的對比，同學們是不是已經可以感受到DLSS的強大之處了呀？別急，光線追蹤還會給你們帶來更大的驚喜。
光線追蹤性能對比
可謂天差地別
怎麽有的同學無精打采的，難道是對柱狀圖無感？好嘛！下面直接來看RTX 2080和GTX 1080運行《星際大戰》測試Demo的影片，新舊顯卡到底在光線追蹤效能上有多大差距，你們一看便知。
▲RTX 2080運行《星際大戰》測試Demo的幀率保持在32fps以上，並且最高幀率超過44fps。
▲GTX 1080運行《星際大戰》測試Demo的最高幀率不到14fps，並且多數場景中的幀率都低於10fps。
從影片中同學們可以看到，RTX 2080運行遊戲演示Demo時，星戰武士的黑色或白色盔甲的表面呈現出了與普通模式下截然不同的光影效果，特別是盔甲表面對環境物體的反射效果隨著物體或燈光位置的變化進行著實時的演算變換，從而呈現出了更為真實和生動的表面光影效果。這與之前物體表面光影效果算法相對單一時得到的畫質有著明顯的差異，更真實，也更接近於電影級的效果。這也讓我們對RTX顯卡將會引導3D遊戲的再一次革新充滿了信心。
不過同學們千萬別誤會了GTX 1080，它也是具備光線追蹤計算能力的，隻不過它的實際表現和RTX 2080相比可謂是天差地別。從GTX 1080運行《星際大戰》測試Demo的影片中同學們可以看到，整個影片的流暢度遠不及RTX 2080。同時從影片右上角的實時幀率顯示同學們也可以看到，整個影片中的最高幀率不到14fps，並且多數場景中的幀率都低於10fps。
話不多說，勾重點
重點一：RTX顯卡支持DLSS技術，GTX顯卡是不支持的。性能方面，相比TAA抗鋸齒模式，RTX顯卡在開啟DLSS之後會明顯提升遊戲幀率，同時其性能相比在TAA抗鋸齒模式下的GTX顯卡優勢更大。
重點二：光線追蹤技術能給玩家帶來更加逼真的“影院級”遊戲體驗。此外，RTX顯卡和GTX顯卡均支持光線追蹤，但RTX顯卡融合了專用的RT核心。因此性能上，支持光線追蹤的RTX顯卡就能完敗GTX顯卡。
重點三：支持DLSS和光線追蹤技術的遊戲已經在路上，等到微軟更新安裝DX RayTracing API之後，遊戲廠商便會逐漸更新並支持DLSS和光線追蹤，屆時同學們便能親身體驗RTX顯卡所帶來的“魔力”。
好了，RTX顯卡“黑科技”的實驗課咱們就上到這兒，希望同學們回去好好複習一下，今後買RTX顯卡之日，便是考驗你是否認真聽講之時。下課！
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