AI优化光线追踪！RTX 4090 + DLSS 3.5轻取《赛博朋克2077：往日之影》

如果有这样两本书，一本是游戏发展史，另一本是图形技术发展史，那么一定有一款游戏同时出现在这两个历史的时间线中。没错，我说的就是《赛博朋克2077》。

《赛博朋克2077》的优势之处在于，很少有这样一款游戏，它本身利用先进的设定和开放的世界场景，带给玩家一个新世界的娱乐体验，同时这款游戏还是GPU图形技术应用的急先锋，你可以几乎在这款游戏中找到目前最新潮的图形技术，尤其是光线追踪。这就带来了一个很有趣的事情，那就是《赛博朋克2077》一方面爆卖，并且随着时间推移，其受欢迎程度越来越高，毕竟游戏的深度和内容摆在那里；另一方面它一直出现在各大评测的头版头条中，如果一个显卡评测不包含这款游戏，那就肯定是不合格的。

从2020年发布到现在，《赛博朋克2077》已经经过3年的磨砺了，令人惊喜的点在于，在3年后，《赛博朋克2077》所使用的图形技术依旧没有被太多的游戏追赶上。并且这款游戏本身也在不断地更新，其内部图形引擎不断带来惊喜，包括光线追踪的超速版、全景光追等技术，都是业内首创。2023年9月21日，《赛博朋克2077》迎来了又一次重大技术更新，那就是在之前全景光追的基础上，宣布支持英伟达的DLSS 3.5，并且在随后的9月26日，宣布了《赛博朋克2077》的资料片，被称为《赛博朋克2077：往日之影》。

从技术角度来说，《赛博朋克2077》和《赛博朋克2077：往日之影》图形引擎和技术应用都没有任何差异，新的《赛博朋克2077：往日之影》相当于是增加了游戏内容，带来了新的地图、新的载具、新的人物和新的任务。由于本文并不是游戏内容体验文，我们还是将重点重新转移到图形技术方面，通过体验《赛博朋克2077：往日之影》来感受那些全新的、革命性的技术内容。

DLSS 3.5：AI进入光线追踪

在说起DLSS 3.5到底加入了什么内容之前，我们先来再次回顾一下光线追踪是怎么工作的。

我们提到的光线追踪技术，是指在GPU上实时运行的光线追踪。英伟达在RTX 20系显卡发布的时候，曾经简单介绍过其计算过程。简单来说，光线追踪的计算过程如下：在一个给定的场景中，观察者发出光线照射到场景的每一处，然后测试光线和场景是否存在碰撞，如果存在，则衡量距离、颜色等数据，并根据设定进行或不进行反射、折射等操作，然后获取反射和折射的信息，直到光线衰减完毕。如果有多个光源，则需要检测每个光源到场景中相关物体的照射信息，并叠加所有光源的计算结果直至完成。

在这个过程中，核心的点在于如何计算光和物体碰撞，目前的主流方法是基于树的加速结构，也就是我们常说的边界体积层次结构，或者BVH。不过，BVH很重要，但是并不是本文的重点，我们暂且略过。

我们提到，核心的点在于如何计算光和物体的碰撞，这里实际上隐含了2个信息，一个是哪一条光和物体碰撞，另一个是光和物体碰撞的结果。

我们先不关心结果，先来看看哪一条光和物体产生碰撞的问题。在真实环境中，光波照射在物体表面几乎就是以波的形式存在的，它在空间中以均匀的密度存在于每一处，但是碰撞后的形态又类似于粒子，也正是这种波粒二象性，使得我们有机会对其进行计算。当然，在图形计算中，人们不可能以波的形式计算一束光照射到某个物体表面，尤其是全局光照这种基本上在空间充斥、弥散的光源。因此，人们选择从光源发出的、数量可以计算的光线进行光线追踪计算，并且计算数量的多少，成为了衡量精度高低最重要的标准之一。

对游戏来说，由于采用的是实时渲染的方式，其光线追踪的光线数量就不可能太多。一般来说，对最终显示的像素而言，不可能每一个像素都可以享受到完整的全路径光线追踪计算，如果这样的话，任何性质的游戏都将无法流畅运行，在几乎无尽的光线面前，目前任何以实时渲染为目的的光线追踪引擎都选择了采样式渲染：抵达物体表面的光线首先数量是极其有限的，甚至相比真实光线（如果存在的话）存在数量级的差距，这就带来了一个很严重的问题：噪点。

所谓噪点，就是计算精度不足的时候人们遇到的画面错误。英伟达在介绍DLSS 3.5的时候给出过一张画面经过光追渲染后的噪点图。从图中可以看出，大量密布画面白色像素点，都缺乏正确的光照信息，因此需要周围的采样点的信息进行推算，然后对其赋予正确的光照信息。

我们如果有使用相机拍摄的经验，那么可能对降噪过程有一定的了解。比如我们使用手机在夜晚拍摄了一张充满噪点的画面，那么手机内置的降噪模块就会采用各种方法去掉这些噪点，包括但不限于下列方法，多帧合成降噪、多像素合成降噪、平滑降噪等等。实际上对游戏画面来说，也是这样处理的。传统的降噪器，也会采用多帧合成降噪、周围像素计算插值等方法对画面进行处理，其实这已经是一个比较成熟的内容了。

传统计算方法很成熟，其主要原因是无论如何处理，其降噪效果的上限也就那样了。毕竟噪点的地方是没有信息的，需要各种数学算法“无中生有”的填补这些信息。对数学算法这样机械的工作流程来说，无论怎么精巧的设计、无论如何处理，都会产生问题。

英伟达在演示中也给出了很多例证，比如错误的光影、更模糊的画面、丢失的细节、莫名其妙的鬼影等等。其实这并不是程序或者计算的问题，而是原始精度太低，机械的算法又不会根据情况判断到底是有没有，好不好，它只能根据算法机械的输出结果，才带来了这些问题。

传统降噪计算方法是无法根除噪点的，只能起到画面改善的作用，毕竟这是一个无中生有的事情。

既然是无中生有的事情，过去不能解决，现在倒也不是不行，那就是引入AI。

AI目前采用的算法有一个很明显的特点，也就是它能在超大量的数据训练后，学会如何生成正确的信息。英伟达宣称，他们使用了超算专门训练了一个模型，专用于光线追踪画面降噪，这个模型使用了超过DLSS 3 5倍的数据量，并且最终效果要好于手工调节的传统降噪器的效果，甚至还能够识别画面中的特殊效果，比如全局光照或者AO等。

现在，英伟达为这项技术命名为Ray Reconstruction，也就是光线重建，本文简称为RR。正如上文所说，RR使用英伟达超级计算机训练的AI网络，通过生成高质量的像素来替代手动调整的去噪器，从而改善所有RTX GPU的光线追踪图像质量。RR通过识别训练数据中的光照模式，如全局光照或环境遮挡等，实时在游戏中重新创建这些光照效果。与手动调整的去噪器相比，RR的结果更加优秀。它能够识别与反射相关的特定模式，并保持图像稳定，同时融合邻近像素以生成高质量的反射效果。RR还能够改善光线追踪效果的图像质量，更逼真的游戏图形效果。

其实针对画面降噪的相关技术，在业内已经相对比较成熟了，比如高ISO的AI降噪算法以及视频降噪算法等，都不同程度的在各行各业中得到了应用。此次英伟达将其引入光线追踪中，的确是开拓了一个之前从未企及的领域，并且还加入了图形计算所独有的特性，还是非常值得体验的。

英伟达给出了大量画面对比图来证明DLSS 3.5中RR使用后的效果。比如车灯在使用了RR后，给出了正确的扩散范围和基本符合现实的边界，而不是像之前那样虚化一片。

比如传统降噪器处理后无法正确呈现的反射细节等，DLSS 3.5的RR可以完美呈现。

除了在游戏中的应用外，在诸如D5渲染器这样的室内渲染场景下，DLSS 3.5的RR技术也有非常出色的呈现。

好了，至此为止，我们啰嗦的技术部分就讲解完成了。那么，DLSS 3.5中的RR技术，目前在哪种条件下可以使用呢？

英伟达给出了一个比较清楚的表格。从这个表格可以看出：

1. 所有的RTX显卡，都支持超分辨率和DLAA抗锯齿技术

2. 所有的RTX显卡，都支持RR光线重建技术。

3. 只有RTX 40系显卡支持帧生成功能。

由于RR技术依赖的是RTX GPU中的Tensor Core，因此只要拥有Tensor Core，就可以运行RR，这也为RTX 20系、RTX 30系用户带来了一份福利，毕竟只需要升级驱动就可以享受到新技术和更好的画面的机会还是不多的。接下来我们来看看DLSS 3.5在游戏中的实际应用情况，下面进入测试部分。

七彩虹iGame GeForce RTX 4090 Vulcan OC实战DLSS 3.5

本次测试采用的显卡是七彩虹iGame GeForce RTX 4090 Vulcan OC，这款显卡是目前七彩虹定位最高端、性能最强也是设计用料最卓越的产品之一。整体采用了聚风镰环扇叶三风扇，搭配旋涡散热装置以及LCD智屏、RGB灯，赛博风格的外观设计等，外观非常出众。我们也以图赏的形式，将这款显卡的外观和风采展示给大家。

测试的配置情况如下：

• GPU：七彩虹iGame GeForce RTX 4090 Vulcan OC

• CPU：Core i9-13900K

• 主板：七彩虹CVN Z790D5 GAMING PRO

• 内存：金士顿 FURY DDR5-5600 32X2

• 电源：鑫谷1000W

• 操作系统：Windows 11 22H2

• 驱动程序：英伟达GameReady 537.42 DCH

系统的CPU-Z、GPU-Z截图如下：

在了解了整个系统的配置后，我们运行《赛博朋克2077：往日之影》，来对比DLSS 3.5开启和关闭的情况下，游戏画面有什么差异。我们测试采用的是4K分辨率，图形设置采用的是《赛博朋克2077：往日之影》中的“光线追踪：超速”设置，只是通过调整DLSS、帧生成和RR选项进行性能差异调整。

进入游戏设置后，已经可以看到DLSS光线重构选项，也就是DLSS 3.5 RR。

下面所有截图，上为关闭DLSS，下为开启DLSS 3.5、帧生成和RR的效果。可能因为压缩和显示器的原因，看起来不如测试环节看起来那么明显。

这两张截图来看，开启了DLSS 3.5的画面相比未开启的画面，整体差异不算大，但是，DLSS 3.5的画面显然要细腻很多，在水面反射处的噪点少很多，整体观感更为精致。

这两张画面就更为明显了，DLSS 3.5开启后反射的倒影是非常清楚的，但是未开启的画面显得比较模糊，似乎出现了错误。

这两张画面的对比就更明显了，车身表面的反射清晰度方面，DLSS 3.5开启后更清楚，最重要的是DLSS 3.5对隔离栏处的光照表现显然是正确的，在强光下隔离栏也是肯定存在反光的。不知道为什么关闭了DLSS 3.5后，这里的光线表现不那么合理。

这里的测试在车子细节和光照方面都没有太多问题，关键在于背后堆放的黄色建材。DLSS 3.5下，黄色建材有明显的反射光照并且不同面的光照效果不同，但是未开启DLSS 3.5的画面就一片黑，显然没有得到正确的光照反射。

这张图注意观察地面的倒影情况，DLSS 3.5带来了明暗更为分明的倒影和更为细腻的画面。而未开启的画面则发灰、缺少层次感并且感觉非常粗糙。

这张画面主要观察地面的排水栅栏和墙面的光照和阴影。DLSS 3.5带来了非常正确的栅栏金属反光和墙面扎实和正确的阴影。未开启的画面则阴影显得发虚。同样的阴影发虚的问题在车身底部也可以观察到。

这张室内多光源多反射、折射效果对比就更明显了。DLSS 3.5显然带来了更为明确的光照效果和阴影呈现，尤其是地面的车牌反光，DLSS 3.5显然呈现的更加饱满。同时，DLSS 3.5的全场景光照效果都更为细腻。

这张截图对比结果是最明显的一张。这个场景的特点是存在很多的光源和反射面，在传统画面（下图），地面反射的大量信息都丢失了，比如车身细节的三道杠、轮胎细节等，并且传统画面还错误的带来了下水道的盖子的反射，让人感觉似乎下水道在发光。但是DLSS 3.5开启后，整个画面的层次感一下子提升了不少，亮暗分明且光照效果都分毫呈现，非常不错。

总的来说，在DLSS 3.5开启后，测试中最大的感受就是画面一下子变细腻了不少。本来之前看着有不少粗粝感觉的画面还以为本来就是这么设计的，但DLSS 3.5带来的细腻感觉才知道之前的画面降噪器工作的确有点不是很到位。另外，DLSS 3.5大幅度加强、修正了画面的光照效果，给予之前没有正确光照的物体正确的效果，同时将阴影的明暗对比调节的更为和谐和正确，极大的提升了画面的层次感和空间感。看来使用了AI加持的RR，的确不同凡响。

在画质对比之后，我们还进行了简单的性能测试。分别是原生、开启DLSS、开启DLSS 3和开启DLSS 3.5的性能测试结果。

正如上文所说，我们在4K分辨率下，采用七彩虹iGame GeForce RTX 4090 Vulcan OC显卡，在图形设置“光线追踪：超速”的选项下进行了4次测试，分别是原生（关闭DLSS）、DLSS（平衡但不开启帧生成）、DLSS 3（平衡+帧生成）以及DLSS 3.5（平衡+帧生成+RR）。从测试结果来看，DLSS 3的超分辨率+帧生成带来的性能提升是最明显的，相比原生的23帧，DLSS 3能带来大约4.5倍性能提升。相比之下，加入了RR的DLSS 3.5，又进一步提升了性能至107帧，相比之前大约带来了4%的性能提升，这也很不错了，如果是DLSS+RR的话，帧率应该也会达到70帧左右，整体表现会更稳定一些。

DLSS 3.5：光线追踪技术的又一次大进化

从我们测试的情况来看，DLSS 3.5带来了光线追踪画质的又一次进化。其中RR光线重建技术不仅仅大幅度提升了降噪的精度和可靠性，还随之带来了画面效果的大幅度提升。在开启了RR之后，整个画面的细腻感、光照阴影的层次感和细节感一下子就得到了更好的呈现，甚至不需要对比图，就多玩一会开启了DLSS 3.5的《赛博朋克2077：往日之影》，再去看传统的游戏画面，就总觉得哪哪不对。

总的来说，DLSS 3.5是一个非常出色的技术，我们推荐所有拥有RTX显卡的用户，在光线追踪游戏中开启RR以获得更好的游戏体验和性能体验。对于那些还没有RTX显卡的用户，你们是时候购入一张RTX 40系列显卡，体验DLSS 3.5带来的强悍技术效能了，其中，七彩虹iGame GeForce RTX 4090 Vulcan OC作为目前的高端旗舰显卡，的确无可挑剔，强悍到无法言喻，值得所有玩家体验！