在2024年的游戏世界中，光线追踪和路径追踪无疑是两个最令人兴奋且极具挑战性的动态照明技术。它们标志着对传统“烘焙”照明技术的巨大飞跃，甚至能让老游戏的视觉效果超越其粗糙的贴图和几何形状所应有的真实感。

光线追踪是一种模拟场景中光线真实的计算方法，早在1960年代末期就有了概念，但由于其计算需求极高，直到最近才在实时游戏中得以实现。它通过从玩家视角向场景投射光线，追踪每次光线与物体的交互，包括颜色、透明度和方向，直至光线到达光源。这种技术对每个像素进行复杂的计算，带来极致真实但消耗巨大的照明效果。

电影CGI领域早已使用光线追踪多年，单帧渲染可能需要数小时或数天。随着Nvidia RTX显卡和AMD RDNA GPU的推出，以及计算能力的提升，游戏开始采用光线追踪加速器，尽管初期仅限于阴影和反射，但现在一些游戏已扩展到全局光照。

路径追踪则是近年来发展起来的实时动态照明模型。80年代中期，它采用了一种不同的方法，从光源发出数百甚至数千条光线，并随机追踪它们在场景中的反射。乍看复杂，但通过只追踪部分光线路径（基于光最可能的传播路线），减少了渲染的负担。路径追踪结合了光线追踪和蒙特卡洛模拟，以更可管理的方式追踪到光源，从而实现类似的效果，但对硬件要求较低，同时提供更大的细节精度。

然而，路径追踪的结果并非完美，通常需要降噪算法来优化图像，但最终呈现的效果令人惊叹。对于如玻璃水杯这样的反光折射物，算法可能需要微调以避免在小样本中丢失过多信息，此时可能转向精确的光线追踪。

总的来说，光线追踪提供了近乎无与伦比的真实光照效果，尤其在阴影丰富的场景中，而路径追踪则在保持视觉质量的同时，对硬件压力较小，适用于光照充足的环境。目前，一些游戏已经采用了路径追踪技术，如Quake II RTX、Portal RTX和Cyberpunk 2077的Overdrive模式，甚至在旧游戏如Half-Life 2中也实现了出色的效果。

在图形卡性能足以轻松处理这两种技术之前，我们很可能在未来游戏中看到它们的混合使用，因为每种技术都有其独特的优势和适用场景。光线追踪和路径追踪，两者各有千秋，共同塑造着游戏世界的光影魅力。

Post by Tom