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2020-12-12 00:15 出處:PConline原創 作者:Aimo 責任編輯:censi

  [PConline 雜談]今年對於游戲玩家來說,絕對是一個值得紀念的年份。在PC領域,AMD和NV發佈了新一代的RDNA2和安培GPU,將游戲圖形性能提升到了一個新的層次;而在主機領域,新力和微軟也進入了次時代,PS5和Xbox SX已經分別上市,引發了搶購狂潮。無論你是PC玩家還是主機玩家,都能找到專屬於你的歡慶日。

Xbox SX和PS5均已亮相,今年注定是個游戲大
Xbox SX和PS5均已亮相,但你可知未來游戲會有什麼驚人變化?

  回顧整個游戲史,新硬體一直是推動者游戲進化的重要動力,而近年來,互聯網催生出了大量新型商業模式,也在很大程度上影響了游戲的形態。在PS5、Xbox SX這個世代,游戲又會有怎樣的突破性進步或者是改變?未來的游戲會更加震撼人心嗎?今天,就一起來談談吧!

突破游戲畫質的天花板

  這是任何玩家都知道、每次游戲硬體換代都會帶來的提升,但實在是不得不提。實際上,這次游戲畫面的提升,對比之前的確具有突破性的意義,其原因就在於本時代游戲終於會普及光線追蹤技術。

  為什麼說光線追蹤如此重要呢?如果你有關注過游戲圖形技術的發展,應該會知道游戲畫面在很多年都沒有本質上的提升了。

PS5 Xbox SX
2007年的《孤島危機》畫面,現在的游戲對比這十年前的游戲,畫質並沒有質的突破

  多年以來,3D游戲將畫面呈現在玩家面前,使用的技術是“光柵化”。光柵化是一個比較抽象的概念,大家可以簡單理解為3D圖形的2D化,將3D模型拍扁了,就變成2D了——我們在螢幕看到的畫面是2D的嘛。

PS5 Xbox SX
光柵化的簡單示意圖,將3D空間的向量圖形投射到平面上,成為2D柵格點陣圖

  游戲畫面的光柵化渲染著色,大致相當於是以3D建模為依據,描繪出了2D的線稿(形狀),然後再根據各種資訊往稿子堶捷韘漶A例如某片像素的深度資訊告訴電腦,這裡能不能被光線照到,然後電腦就決定為這片像素貼上半透明的黑色/白色的光影貼圖,模擬出陰影/亮面,就形成了簡單的光影效果。

PS5 Xbox SX
一個簡單的光柵化渲染流程示意圖:確定3D頂點→3D建模→光柵化→像素著色→2D圖像

  基於這個原理,很難做出非常擬真的光影效果。目前大家在游戲當中看到的光影效果,往往是利用光照貼圖(Lightmap)來模擬的,光影並不是即時計算出來的。儘管很多游戲帶有燈照、火光乃至天氣之類的系統,光影會產生變化,但這依然只是預先渲染好的光照貼圖,只是根據不同的情況貼不同的圖而已。

PS5 Xbox SX
游戲畫面之所以有立體感,光照貼圖居功至偉,但這並不能穫得完美的效果

  光柵化貼圖模擬光影存在很大的侷限,例如對光的鏡面反射不能完美模擬——游戲一面鏡子打破了,碎片不能繼續當鏡子用;又例如對光的漫反射模擬得不夠生動,畢竟光影效果只是貼圖,很難對光源色、環境色進行精確模擬。而光線追蹤的出現,則改變了這一切。

  和光柵化不同,光線追蹤終於可以真正地從原理上去模擬光影,而不是像光柵化那樣用貼圖來模擬。這意味著游戲可以真正地去渲染一束光,在場景中到底能產生怎樣的色調、明暗。這樣得來的光影效果,肯定比預先制作的光影貼圖來得更加可信,畢竟你無法為無數種光照情況都準備相應的貼圖或者貼圖的變化。從原理上來看,光線追蹤技術無疑能為游戲帶來更高的畫質上限。

PS5 Xbox SX
為何《戰地》的光線追蹤演示會強調水面反光?因為傳統的貼圖很難完美做到這點

  今年誕生的新硬體,無論是PC平台的顯卡還是新的主機,都已經能支援光線追蹤。儘管受限於性能,目前的光線追蹤游戲仍需要大量使用光柵化渲染,但畫面的天花板的確已經到了突破的契機。期待未來有更多畫面能以假亂真、甚至達到照片級畫質的游戲吧。

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