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Unreal引擎光追功能的演变及未来发展方向

（EpicGames通过“Reflections”演示内容首次在GDC2018大会展示了实时光追功能，并且以《星球大战：最后的绝地武士》中的人物作为主角。

这个演示内容展示了纹理区域照明，光追区域光影，光追反射，光追环境遮蔽，影视级景深以及NVIDIAGameWorks光追去噪，而且所有这一切都是实时进行。由于Unreal引擎采用了混合方法，无法受益于光追的通道能够继续进行光栅化，从而提高了整体性能。

这只是早期阶段。原型代码尚未向用户开放，而实时运行演示所需的硬件包括一台搭载四枚TeslaV100显卡的NVIDIADGX工作站（每枚显卡售价约71万人民币），所以软件和硬件都不适用于普通用户。

3.普及实时光追

五个月之后，EpicGames与英伟达和保时捷在SIGGRAPH2018亮相了一款实时影视体验：基于保时捷911Speedster概念车型的“TheSpeedofLight”。得益于摩尔定律的起效，这个演示内容只需要两枚NVIDIAQuadroRTX显卡。在当时每枚显卡依然需要43万人民币+的投资，但成本已经低于先前的设置。

除了先前演示的功能，“TheSpeedofLight”同时展示了光追半透明和透明涂层着色模型，以及漫射全局照明。除了制作影视内容外，团队另外创建了一个交互式内容来演示场景的实时性。

快进到今年3月举行的GDC，EpicGames已经准备好以beta功能的形式为Unreal4.22提供光追支持。为了展示这项技术在12个月内的进展，其合作伙伴GoodbyeKansas和DeepForestFilms创建了一个以数字人类作为主角的实时影视内容“Troll”。

“Troll”的复杂程度要比“Reflections”高一个量级。尽管两者都以24fps运行，但“Troll”的三角形数量是6200万，16个光照，而“Reflections”只有500万个三级奥星，4个光照。另外，“Troll”是的光追通道是以完整的1080p分辨率渲染，而“Reflections”只以半分辨率渲染，然后按比例放大。“Troll”同时需要对粒子进行光追踪，以及与其他基本组件的互操作性，包括Alembic几何缓存，毛发和皮肤。尽管复杂程度有所增加，但“Troll”只需一枚售价约8500元人民币的NVIDIARTX2080Ti。

4.Unreal4.23中的光追

当EpicGames开始在Unreal引擎初步实现光追功能时，微软正对DXR框架进行最后的调整，而英伟达则在开发新的硬件和驱动。另外，为了支持光追，EpicGames重构了渲染管道。在SIGGRAPH2019大会预览的Unreal4.23已经能够解决由这两个因素引起的不稳定性。

多个方面的性能同样得到了改善，包括天空通道，全局照明和去噪。去噪对于实时光追至关重要，因为对于能够追踪的光线数量而言，预算非常有限。

EpicGames同时实现了交叉点着色器，允许你支持自己的原语类型并渲染复杂的几何体，如毛发或分形。这家公司已经开始提供多GPU支持。Unreal4.23中增加的Low-Level支持可允许你控制哪个GPU渲染哪个通道。EpicGames将继续支持其他材质和几何类型，包括地形几何，实例静态网格，程序化网格和Niagarasprite粒子。

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