光线追踪游戏新成员：《重返德军总部：新血脉》RTX效果测试
在NVIDIA的大力推动下，这两年支持RTX光线追踪技术的游戏越来越多了，比如在去年7月份发售的《重返德军总部：新血脉》就是RTX游戏阵容的最新成员之一，它是《重返德军总部》的最新作品，由MachineGames和Arkane Studios共同开发，Bethesda发行。游戏在发售前宣传时宣布支持RTX光追技术，不过没有在发售后的第一时间提供支持。在今年的CES 2020大展上，NVIDIA在宣传RTX时重点提到了游戏将于1月初正式加入对RTX的支持，而在游戏更新过后，人们惊奇地发现它搭载的DLSS技术与一年前的DLSS相比，有较大的提升。现在我们知道，这款游戏实际上是首款搭载DLSS 2.0技术的游戏，在DLSS的质量上站上了一个台阶，同时在性能优化上做得更好了。那么在新技术的加持下，GeForce RTX 2080 SUPER能否开启RTX特效在4K分辨率下一战呢？本文就针对这点来测试一番。
RTX及DLSS技术简介
相信不少读者已经有RTX技术有一定的了解了。NVIDIA的RTX技术主要着重点在于将实时光线追踪这一特性集成进现代游戏，将原本完全基于光栅化方式进行渲染的游戏变为以光栅化为主、实时光线追踪计算为辅的渲染方式，从而带来更为真实而精致的画面。
基于光线追踪的渲染实际上并不是什么新东西，在上世纪的电影工业中就已经应用了相关技术来制作以假乱真级别的CG，但由于其计算开销过大等原因，它被限制在专业领域中，迟迟没有降低到民用级。不过随着2018年NVIDIA发布Turing架构，情况就开始有所改观，它通过在硬件上引入光线追踪专属计算单元来对光追进行加速处理，从而实现了实时光追效果。
NVIDIA的RTX采用的算法是对光线的路径做逆运算，也就是从原本的光线终点——人眼——去倒推光线的传播路径。寻找光线与物体的交点这一过程是光线追踪主要耗时的地方之一，常用的BVH（层次包围盒）算法可以二分法的形式减少搜索交点所需要的时间，它实际上是一个不断循环的过程。它可以由普通的CPU、GPU做通用计算来完成，也可以交由专用的计算硬件来解决。显然，后者的效率要高得多。在Turing架构中首次登场的RT Core就是这样一个高效的硬件单元，将光线追踪相关的计算交给RT Core，既提高了效率，也降低了计算成本，可以说，它打开了人们低成本使用光线追踪特效的大门。
当然，启用实时光线追踪会影响到性能表现，为了缓和性能损失，NVIDIA将他们在AI技术上的研究应用到游戏中，开发出了深度学习抗锯齿（DLSS）这一全新抗锯齿技术，它可以将低分辨率画面以较高的质量拉伸成高分辨率画面，从而提高了画面帧数。而最近NVIDIA正式将DLSS升级到2.0版本，新的DLSS不仅在静态画面上有较大提升，对于动态画面也有比之前好的多的画面质量，
《重返德军总部：新血脉》就是这么一款集成了RTX技术与DLSS 2.0技术的游戏，接下来让我们以游戏中的实际场景来看看光线追踪体现在哪，以及DLSS 2.0对画面的影响之处。
游戏RTX画面对比
《重返德军总部：新血脉》使用的游戏引擎是与重启版《DOOM》相同的id Tech 6引擎，它使用Vulkan作为图形API，应用的光线追踪效果也是基于NVIDIA开发的Vulkan光追扩展，主要使用的光线追踪技术作用于游戏的光线倒影效果上，在地面、镜面和水面上相较于原本有更好的效果。
具体到实际游戏中，你可以在地面的水洼，窗户玻璃以及各种涉及到倒影效果的地方，看到光线追踪技术带来的画面区别，比如说：
在传统光栅化渲染下，水面的倒影为简单的倒置法线上面的图像，在此例中，可以看到RTX开启后的倒影中，招牌的倒影光照效果更为贴近现实。
再来看这组对比，可以清晰地看到右侧门上方的灯在开启光追之后，其倒影变得更为真实，而从这个点光源散发出的光线经过多次反射，照亮了右上方的管道，而在传统光栅化之下，地面倒影只是简单的倒置、淡化上部物体。
更加明显的就是玻璃的反射效果，在开启光追效果之后，玻璃出现了丰富的反射效果，显示出了视野外的物件，而在传统光栅下之下，它并没有额外的反射效果，只是简单透视内部情况。
除了光线追踪倒影效果之外，游戏支持的DLSS 2.0技术提供了三档效果调节，分别为性能、平衡和质量。
从上到下分别是DLSS Off、性能预设、质量预设
原生分辨率下的地面材质显得非常清晰，层次感分明，在性能预设下，由于渲染分辨率的降低，斑马线表面和部分地面的表面出现了一定的模糊，在质量预设下，整体细节好了不少，可以说是以假乱真了。
从上到下分别是DLSS Off、性能预设、质量预设
如果说地面算是复杂近景材质的话，那么上面这个标牌算是简单的远景材质了。可以看到在性能预设下，DLSS处理过的文字边缘有一定的劣化迹象，而在质量预设下，看上去与原生渲染没有太大的区别。
性能测试
测试平台及说明
我们搭建了一套次顶级的游戏平台以较为完整地测试《重返德军总部：新血脉》在RTX和DLSS选项开关时的性能差异，平台配置如下表：
本次测试使用的显卡为映众GeForce RTX2080 SUPER冰龙超级版，它隶属于映众高端的冰龙超级版系列，使用的是公版PG180方案，不过对核心进行了官方超频，其Boost频率最高可达1845MHz。
散热方案上，映众GeForce RTX2080 SUPER冰龙超级版使用了大底铜板，同时照顾核心与显存的散热，热管与铜板的接触面积非常大，有利于迅速将核心以及显存部分的热量传导到热管中。
另外它的热管有一些区别，映众GeForce RTX2080 SUPER冰龙超级版使用了两根直径更粗的8mm热管，配合其他三根常规热管，它有着更高的散热承载能力。
鉴于游戏集成了基于VRS技术的NVIDIA自适应着色技术，会影响到游戏的帧数和画面质量，在测试时予以关闭，除此之外，游戏的视频质量配置位于“我命休矣！”这一最高档位，另外，关闭垂直同步、帧数限制置于1000fps（最高）位置。测试成绩由游戏内置的基准测试给出，它一共内建了两个测试场景，“河滨”场景环境位于室外，地面有大大小小的水洼，测试路线两旁有许多房屋和商铺；而“X实验室”场景是室内场景，其拥有封闭式的光线反射环境，在打开光线追踪反射效果的情况下它的光线反射、散射等情况更为复杂，计算压力更高。以下用“场景一”代表“河滨”，用“场景二”代表“X实验室”。
RTX测试
先来看RTX开关情况下的对比测试，此时关闭游戏的DLSS开关，所有测试结果均在原生分辨率下得到：
可以看到，由于游戏中存在大量基于光线反射而形成的光影细节，在开启RTX特效之后，帧数掉落还是比较明显的。映众GeForce RTX2080 SUPER冰龙超级版在4K分辨率下的平均帧跌落到了50fps以内，最小帧也不过40fps，虽然不是不能玩，但相比起流畅线的60fps还是差了一点。而在1440p分辨率下，开启光追后也是有较大的性能损失，从原本能够触及144fps跌落到100fps以内，最小帧也勉强过60fps线。在1080p分辨率下，次顶级的RTX 2080 SUPER自然是没有什么压力的。
DLSS测试
在不开RTX的情况下，就算是映众GeForce RTX2080 SUPER冰龙超级版这样一张次顶级显卡在面对4K分辨率和光追特效时也很吃力，那么现在就要请出DLSS 2.0来辅助一番了。我们测试了在三种预设——性能、平衡与质量下面的帧数表现，另外还测试了RTX开关情况下的区别。
在开启DLSS 2.0的情况下，即使是面对4K分辨率和光追特效，映众GeForce RTX2080 SUPER冰龙超级版也能够提供最高平均约有90fps的帧数，比DLSS关闭的情况下帧数提高了将近一倍！而此时的画面质量仍然在可以接受的范围内，比起早期DLSS那“有些糊”的画面是好了不少的，在动态场景下可以说已经注意不到大的区别了。
关闭RTX的情况下，面对4K分辨率，DLSS 2.0仍然能够提供最高约50%的性能提升，同样地，此时就算是“性能”预设，其画质损失也控制的非常好，需要放大才能看到区别，在实际游戏中镜头快速移动的情况下，基本注意不到区别。
另外我们也注意到，相比起4K分辨率下巨大的提升，在1080p下面DLSS 2.0带来的提升幅度要弱一些，当然此时就算开启光追，它的帧数也有100+fps，属于非常流畅的范畴。
总结：DLSS 2.0加持下，RTX 2080 SUPER可战4K RTX
通过以上测试，我们可以看到新版的DLSS可以有效提升RTX 2080 SUPER显卡在高分辨率下的帧数表现，并且将画质损失控制在一个非常小的水平内，这张映众GeForce RTX2080 SUPER冰龙超级版也成功地在4K光追下面提供流畅的帧数。
DLSS这项技术经过一年多的发展，可用性终于是提高了不少，而RTX系列显卡用户则是这项技术升级的最大受益者，对于很多预算有限、承受不起顶级的RTX 2080 Ti的玩家来说，退一步，选择便宜不少的RTX 2080 SUPER也可享受流畅的4K光追游戏体验了，省出的钱还可以用来提升CPU、内存等游戏关键配件。
相信未来随着AI技术的发展，DLSS将会带来更大的性能增益，而RTX效果也会在下世代游戏主机的推动下越来越强。另外RTX系列显卡还支持Mesh Shaders和VRS等DirectX 12 Ultimate的功能，这些功能如何得到适当运用，也可以大幅提升显卡的处理效率，增加帧数，所以现在选择一张RTX显卡，是可以“战未来”的。