行动装置蓬勃发展,手游已是游戏的主流,在装置显示能力不断提升的同时,游戏画面也更加要求精细度与高更新率;为此,Imagination发表行动装置使用的光线追踪(Ray Tracing)技术,解决极耗运算的挑战,实现行动装置游戏画面光影变幻与反射的自然表现。

 

光线追踪是追踪光线从来源开始照射到物体上,再由物体反射的光线「路径」,由于完整运算所有路径十分消耗运算资源。Imagination台湾业务总监林奂祥指出,光线投射到物件上,所产生明暗改变,最后呈现在2D萤幕上;然而,由于「光源」的多样性,导致光线追踪运算的複杂性大增。因此,过去只有在插电的产品才能呈现这类的视觉效果,手机则难以达成。

 

Imagination台湾业务总监林奂祥指出,使用简化且高度优化的光线追踪解决方案,相较CSM所需的预先处理,Imagination技术功耗更低

 

传统的光线反射是使用Cascaded Shadow Maps(CSM)生成的,林奂祥表示,这需要多次渲染萤幕中的几何体,并将阴影贴图查找表写入记忆体中,这些操作都会消耗运算资源和频宽,并占用大量的GPU和系统功耗。而透过混合渲染方法,可以对简单的物体使用栅格化渲染,然后从著色器发射一些光线,并有选择性地创造数量有限的空间光线追踪,进而生成逼真的阴影、照明效果和精确的反射。同时可以减少所需追踪的光线数量,有助于实现光影变化的即时性能。

 

使用光线追踪技术可以向光源发射一条光线,如果该光线碰到了光以外的任何东西,就知道该片段处于阴影中。林奂祥强调,使用简化且高度优化的光线追踪解决方案会简单得多,相较Cascaded Shadow Maps所需的预先处理,Imagination的光线追踪技术是一种功耗更低的解决方案。

 

另外,透过人工智慧(AI)技术的发展,林奂祥说,神经网路可以与光线追踪技术结合使用,进而提供更高的效率。例如,为了提高效率仅追踪相关光线时,可能会得到含有杂讯的结果,神经网路在降噪方面有很好的前景,可以利用AI运算来填补缺失的细节。行动装置游戏为追求更好的显示表现,支援光线追踪将是未来的趋势,预计2023年以后将逐渐普及。