GeForce RTX 50系列GPU推廣加速的同時(shí)，與之對(duì)應(yīng)的DLSS 4，AI神經(jīng)渲染和神經(jīng)著色技術(shù)也得到快速普及。就在此刻，英偉達(dá)正式在Game Developers Conference 2025（GDC2025）上宣布NVIDIA RTX神經(jīng)渲染技術(shù)得到了新的進(jìn)展，這一次，微軟DirectX也加入其中，宣布4月份DirectX預(yù)覽版就會(huì)加入神經(jīng)著色支持。意味著，將會(huì)有更多的游戲制作團(tuán)隊(duì)可以輕松通過(guò)DirectX調(diào)用GeForce RTX中的Tenor Core和對(duì)應(yīng)的AI功能。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)著色
在諸多更新中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)著色（Neural Shading）被認(rèn)為是圖形編程的又一次重大更新。這一次升級(jí)由人工智能AI與傳統(tǒng)渲染結(jié)合，可以同時(shí)提升游戲幀率、圖像質(zhì)量，并且減少系統(tǒng)資源使用，可謂一舉多得。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)著色自然也需要由我們?cè)谟螒蛑谐Ｒ?jiàn)的著色器來(lái)實(shí)現(xiàn)。一直以來(lái)，著色器是GPU運(yùn)行程序、控制圖形渲染的方式，其復(fù)雜程度取決于所需的視覺(jué)效果和處理要求。最基本的形式中，著色器計(jì)算渲染游戲場(chǎng)景時(shí)，使用的光線、陰影、顏色過(guò)程，統(tǒng)稱為著色過(guò)程，屬于渲染管線的一部分。
最早的時(shí)候，圖形在GPU上通過(guò)不可編程著色器進(jìn)行處理，也稱為固定功能管線。其中圖形管線中的操作是預(yù)定義和可配置，但不可以編程。這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的著色器受到硬件設(shè)計(jì)限制，因此，當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)專門(mén)針對(duì)固定的模式之行一組預(yù)定義的操作。
從GeForce 3開(kāi)始，NVIDIA引入了第一個(gè)可編程著色功能，即頂點(diǎn)著色器。隨后，高階著色語(yǔ)言HLSL（High-Level Shading Language）讓像素著色成為了可能，再然后，DirectX 10引入了集合著色器，DirectX 11引入了計(jì)算著色器，DirectX 12則增加了包圍體層次結(jié)構(gòu)BVH讓DirectX實(shí)現(xiàn)光線追蹤，使得任何光線都能與場(chǎng)景幾何體橡膠，并生成一系列不同的著色操作。
Blackwell發(fā)布后，開(kāi)發(fā)者不再需要編寫(xiě)復(fù)雜著色器代碼來(lái)描述對(duì)應(yīng)的功能，取而代之的是AI模型來(lái)提供近似著色器代碼所提供的結(jié)果。最新的DirectX 12、Vulkan Cooperative Vectors API也可以通過(guò)任何類型的著色器訪問(wèn)Tensor Core，從而獲得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持。NVIDIA和微軟也共同合作創(chuàng)建了新的Cooperative Vectors API，從而解鎖了游戲開(kāi)發(fā)者在游戲中使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的能力，包括神經(jīng)紋理壓縮，提供了比壓縮格式高7倍的顯存壓縮。
圖形計(jì)算中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)著色器允許開(kāi)發(fā)者以學(xué)習(xí)高效近似算法的方式訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這些算法包含計(jì)算光線與表面之間的相互作用，有效的解壓存儲(chǔ)視頻內(nèi)存中的超壓縮紋理，基于有限的真實(shí)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)間接光照，并近似模擬表面光散射，進(jìn)而讓游戲場(chǎng)景中的畫(huà)面更為接近真實(shí)。
現(xiàn)在，CES 2025上承諾變成了現(xiàn)實(shí)，隨著微軟宣布DirectX圖形API 中的HLSL均提供了對(duì)Tensor Core的支持，這讓游戲通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)渲染變得更具有普遍性，只要是在Windows上運(yùn)行的游戲，都可以輕松調(diào)用對(duì)應(yīng)的API實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)渲染的使用，從而獲得更好的體驗(yàn)。
RTX Kit進(jìn)駐虛幻引擎5
英偉達(dá)也同步宣布了支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)渲染技術(shù)的NVIDIA RTX Kit套件迎來(lái)重要更新，正式讓虛幻引擎5支持RTX Mega Geometry技術(shù)和RTX Hair技術(shù)。
為了展示新的技術(shù)很能打。英偉達(dá)通過(guò)NVIDIA RTX Remix開(kāi)源平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了《半條命2/半衰期2》中一個(gè)章節(jié)場(chǎng)景的完全RTX Demo展示，包含了前面提到的神經(jīng)渲染增強(qiáng)，DLSS 4多幀生成，RTX神經(jīng)輻射緩存，全景光線追蹤，以及CES 2025上那個(gè)喜聞樂(lè)見(jiàn)、使用了RTX Skin的獵頭蟹。
獵頭蟹的重建也很有意思。如果按照傳統(tǒng)的重建方式，很大概率由于素材的不匹配讓獵頭蟹面目全非。
在RTX Remix中，通過(guò)Remap in Remix技術(shù)，可以讓模型更快的匹配更合適的素材，從而高效的實(shí)現(xiàn)游戲MOD重建工作。
而在過(guò)去30年中，游戲場(chǎng)景中的三角形數(shù)量呈現(xiàn)出了指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，特別是虛幻引擎5這樣的新游戲引擎，讓游戲制作團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的三角形以億為單位，在游戲大型開(kāi)放世界中變得司空見(jiàn)慣。如果僅依靠傳統(tǒng)光柵技術(shù)，是很難實(shí)現(xiàn)高幀率的復(fù)雜場(chǎng)景渲染和光線追蹤的，現(xiàn)在RTX Mega Geometry技術(shù)正式加入到虛幻引擎5中，就讓其成為了可能。
在虛幻引擎5這樣的新一代游戲引擎中，海量的幾何細(xì)節(jié)構(gòu)建出了一個(gè)更為細(xì)致的虛擬世界，其中就會(huì)利用到細(xì)節(jié)層次（系統(tǒng)level-of-detail, LOD）以全保真度進(jìn)行光線追蹤幾何體，而不再是進(jìn)行光線追蹤時(shí)，通過(guò)低分辨率的代理模型實(shí)現(xiàn)。這時(shí)候陰影、反射、間接照明質(zhì)量都會(huì)向上提升一個(gè)層次。如果按照以往常規(guī)光線追蹤方式，這些功能都是難以在實(shí)時(shí)運(yùn)行的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)的，Mega Geometry技術(shù)的引入就變得很有必要。換而言之，Mega Geometry的主要目標(biāo)之一是讓光線追蹤與現(xiàn)代游戲引擎的細(xì)節(jié)層次系統(tǒng)無(wú)縫結(jié)合。
另外一個(gè)是RTX Hair，即線性掃掠球體（Linear Swept Spheres，LSS）。這項(xiàng)技術(shù)主要用于解決頭發(fā)效果的毛糙感和效率。
為了節(jié)省計(jì)算成本，以往制作團(tuán)隊(duì)會(huì)尋找一種簡(jiǎn)單的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)近似毛發(fā)的效果，不相交正交三角形條帶（Disjoint Orthogonal Triangle Strips，DOTS）便是其中之一。它使用一組由三角形條帶組成的網(wǎng)格，這些條帶呈網(wǎng)格狀的、不相交的模式排列，其中的三角形條帶相互獨(dú)立且不共享頂點(diǎn)。雖然這種方法的質(zhì)量高于卡片方法，但不相交的排列方式會(huì)產(chǎn)生邊緣偽影，導(dǎo)致渲染中出現(xiàn)明顯的缺陷。
不相交正交三角形條帶（Disjoint Orthogonal Triangle Strips，DOTS）
在Blackwell RT Core中首次引入了硬件光線相交測(cè)試的支持，從而推出了線性掃掠球體（Linear Swept Spheres，LSS）。LSS類似于條帶的細(xì)分曲面，但它是通過(guò)空間中線線性斷的方式掃描球體構(gòu)建，每一段起始點(diǎn)和終點(diǎn)之間，球體半徑可以不同，以支持不同靈活程度的發(fā)絲。對(duì)應(yīng)的，LSS在Blackwell中還直接支持球體掃描，對(duì)于粒子系統(tǒng)而言非常有用。
英偉達(dá)表示，在頭發(fā)渲染中，LSS的速度比傳統(tǒng)DOTS快2倍，同時(shí)幾何體占用的顯存空間也縮減了5倍。
線性掃掠球體（Linear Swept Spheres，LSS）
《半條命2》RTX Demo免費(fèi)
還有一大波游戲支持DLSS 4
RTX Remix beta發(fā)布一年以來(lái)，已經(jīng)有超過(guò)3萬(wàn)名游戲MOD作者和數(shù)以百計(jì)的經(jīng)典游戲加入了修改，并且超過(guò)100萬(wàn)游戲玩家玩過(guò)RTX Remix的游戲MOD，《傳送門(mén)RTX》正是其中之一。
DLSS 4加入的RTX Remix可以讓游戲不僅獲得更好的畫(huà)質(zhì)，游戲幀率也隨之顯著提升。比如《傳送門(mén)RTX》中，大量的游戲幀率提升來(lái)自DLSS 4，還有RTX神經(jīng)輻射緩存等等。
現(xiàn)在即將發(fā)布的《半條命2/半衰期2》RTX Demo版由四個(gè)頂級(jí)游戲MOD團(tuán)隊(duì)組合成Orbifold Studios工作室合作完成，他們讓《半條命2/半衰期2》同時(shí)具備全景光線追蹤、DLSS 4多幀生成、NVIDIA Reflex、RTX Skin、RTX Volumetrics等多項(xiàng)技術(shù)，3月18日就可以免費(fèi)玩到了。
重點(diǎn)是，這不是個(gè)例。英偉達(dá)還宣布，目前已經(jīng)有超過(guò)100款應(yīng)用和游戲正式支持DLSS 4。而DLSS 3實(shí)現(xiàn)100款游戲和應(yīng)用支持用了2年時(shí)間，足以見(jiàn)得DLSS 4生態(tài)已經(jīng)開(kāi)始在游戲產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)生更為重要的影響。
除了《半條命2》RTX Demo，以下幾款游戲也將宣布支持DLSS 4技術(shù)。
《失落之魂》（Lost Soul Aside）
《解限機(jī)》（Mecha BREAK）
《影之刃零》（Phantom Blade Zero）
《星刃》（Stellar Blade）
《湮滅之潮》（Tides of Annihilation）
《獸獵突襲》（Wild Assault）
值得注意，集成了語(yǔ)音識(shí)別、文本語(yǔ)音轉(zhuǎn)換、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)翻譯、感情分析等多項(xiàng)功能的NVIDIA ACE也開(kāi)始實(shí)裝到游戲中。第一款游戲是來(lái)自藍(lán)洞工作室的《InZOI》。
另外采用NVIDIA ACE中部分功能的游戲還包括《永劫無(wú)間》手游PC版，《白厄戰(zhàn)境》等。
對(duì)于玩家而言，DLSS 4的升級(jí)體驗(yàn)也只能算是剛剛開(kāi)始，隨著技術(shù)的不斷推廣，更多游戲工作室將會(huì)加入到對(duì)GeForce RTX 50系列GPU新技術(shù)的支持中，DLSS 4生態(tài)將以更快的速度得到擴(kuò)大。還是那句話，早點(diǎn)買GeForce RTX 50系列的顯卡，是不會(huì)虧的。
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