NVIDIA新一代的圖靈顯卡發布已經塵埃落定，而圖靈顯卡最大的兩個賣點就是光線追蹤（DXR）和DLSS。

其中DLSS對畫面存在劣化，所以首先忽略，光線追蹤是對游戲畫質有正向提升的，但是由于實時計算光線追蹤對現有顯卡產生了極大的計算壓力，導致顯卡出現比較大的性能損失。

那么到底要什么樣的顯卡才能體驗DXR？今天就將目前可支持DXR的顯卡盡量搜集齊全，包括RTX 20系列、GTX 16系列、GTX 10系列，總計11款，并進行測試。

首先我們來簡單整理一下關于光線追蹤的已知情報：

光線追蹤（DXR）是微軟主導開發的一種光線計算特效接口，與之前的特效相比，最大的區別在于大量引入實時追蹤計算，讓單一光源盡可能真實的去還原其效果。

最早發布實用化的顯卡是NVIDIA RTX 20系列，今年5月，圖靈架構的GTX 16系列和上一代的10系列顯卡也通過驅動更新支持，最低為GTX 1060 6GB。

這就帶來一個爭論，DXR技術是否需要強制硬件支持？通過分析微軟提供的資料，DXR的硬件支持可以分為三個等級。

一是兼容性支持，通過DX12的一個后備層可以讓大部分顯卡支持DXR特效，但是效率較低（對應10系列）。

二是無RT模塊的圖靈架構，可以通過圖靈架構比較強的32位整數性能來提高DXR的運行效率（對應16系列）。

三是有RT模塊的圖靈架構，通過RT CORE和32位整數性能來大幅優化DXR特效的運行效率（對應20系列）。

所以硬件效率上來排列，理論上是這樣20系列》16系列》10系列。

目前已經發布的DXR特效游戲有三個《戰地5》、《古墓麗影：暗影》、《地鐵：逃離》，即將發布一款《雷神之錘2重制版》，計劃發布兩款。

現階段已經應用的DXR特效有三種，剛好對應現在的三個游戲：《戰地5》》——反射、《古墓麗影：暗影》——動態陰影、《地鐵：逃離》——全局光照。

然后來說一下測試平臺和對比的顯卡。測試平臺仍然是采用平時測試顯卡的那套i7-8700K，顯卡則囊括了所有的桌面級顯卡，10系列從GTX 1066到GTX 1080 Ti，圖靈架構從GTX 1660到RTX 2080 Ti。TITAN等特殊系列不包含在里面。測試顯卡全部為非公版，型號我就不一一羅列了。

其實測試GTX 1650測試之后就準備做了，但是NV 430.39的驅動出現了占用CPU的問題，所以等到修復版的430.64之后才開始測試。

主板是Z370-GAMING 5。

內存是金士頓的DDR4 8G*4。實際運行頻率是2666C15。

SSD是三塊INTEL，系統盤用的是比較主流的535，以保證測試更接近一般用戶。240G用作系統盤，480G*2主要是拿來放測試游戲。

散熱器是酷冷的冰神G360RGB。

電源是酷冷至尊的V1000。

測試平臺是Streacom的BC1。

測試項目與分析：

測試相對來說比較簡單，一共就一款基準測試和三款游戲。這次的測試會包含畫質的對比和性能測試。

3DMARK的PORT ROYAL測試：

3DMARK的畫質表現還是很好的，PORT ROYAL這個項目大量運用的反射的效果。

DXR的反射優勢主要是兩點，第一是反射可以做的比較準確，這點其實會有些難體會到，因為傳統方式也能做，玩游戲的時候你未必知道正確的影像應該是什么。

第二項比較重要，就是對半透明材質的表達，比方說透明玻璃上的反射投影，這個是明顯拉開與傳統方式的區別，不僅半透明材質的質感會更自然真實，還能通過透明玻璃觀察拐角敵人之類的。

這個測試中20系列顯卡與10系列和16系列有巨大的性能差。RTX 2060可以達到GTX 1080 Ti的兩倍，而GTX 1660和GTX 1660 Ti會介于GTX 1070 Ti和GTX 1080之間，高于正常游戲下16系列顯卡的性能定位。

《戰地5》：

《戰地5》是第一款支持DXR特效的游戲，他采用的特效方式是反射。好處在3DMARK這邊已經說過了。《戰地5》總體做的不夠理想，為了加強畫質的差異，游戲中大量去添加反光的面，導致畫面中反而出現了很多奇怪的高光或過亮的部分。

上圖是發布初期的測試截圖，可以發現很多不自然的地方，官方后續更新中還宣布撤掉了一部分不夠自然的反光面，但是同樣也有做的比較好的，比方說下圖車廂上的玻璃反光，就顯得頗為真實。

這個是我對單機模式的畫面截圖，場景都來自猛虎末路的章節中，城市被認為是《戰地5》中DXR特效應用比較多的，所以我選擇這個章節。

上圖為“竭盡全力”這個章節開頭的地方，可以看到地上的水潭會有比較明顯的差異。而“重要時刻”這個章節開頭的部分，因為畫面中缺乏反光的材質，則比較難看出明顯的差異。

具體的游戲幀數如下，由于《戰地5》沒有BENCHMARK，我是通過截取三個章節開頭的畫面整數取平均值得到的，所以幀數會比游戲中的平均幀數更高一些。

測試中GTX 1070和GTX 1660在DXR最高的情況下都可以達到45幀以上，滿足游戲基本流暢的30幀不會有太大的問題。

《古墓麗影：暗影》：

《古墓麗影：暗影》主要是采用了動態陰影技術。這是DXR三個技術中相對對游戲畫面干擾比較少的，主要是對畫面中產生的投影做了優化。

下面兩張圖可以比較好的囊括《古墓麗影：暗影》中DXR產生的變化。

上圖中可以看到開啟DXR之后，比較畫面中比較暗的部分就變得更暗。下圖中則可以看到DXR不同等級直接的區別，DXR開到最高會讓陰影更為柔和，較少出現比較硬的投影。

當然，《古墓麗影：暗影》在對待DXR的態度上是力求柔和，也導致了大部分場景下畫質變化不夠明顯。

大家也可以通過視頻直接來對比畫質差異，畫質對比都是用RTX 2080 Ti來錄制的。

具體的游戲幀數如下，DXR只開中等對性能影響不算太大，但是要開最高的話需要GTX 1080 Ti和RTX 2060才能保持比較好的流暢效果。

《地鐵：逃離》：

《地鐵：逃離》采用的是最為復雜的全局光照。與反射和陰影不同的是，反射基本是讓畫面中的某些部分變亮，或者說不會比材質原本的顯得更暗。陰影主要是讓畫面的某些部分變得更暗，或者說不會讓材質比原本顯得更亮。

DXR全局光照則可以同時讓畫面變得更亮和更暗，更類似于改變畫面的曲線，使色階發生了變化。

在環境光源比較多，漫反射不是過于強烈的場景下會有比較舒服的表現，例如下圖中的場景就會顯得更加自然。

當然問題也是存在的，在光源比較單一的場景中，很容易導致陰影下出現死黑，而遇到反射率比較高的材質則容易導致亮度過曝（例如游戲中大量存在的冰雪）。

例如這張算是極為典型的，圖中的冰凌游戲認為沒有光源就直接顯示為死黑。畫面后方的隧洞則相反，因為地面上覆蓋了雪，則顯得亮度太大過曝。

也可以這么理解，在部分場景下，DXR會讓畫面的寬容度出現問題，從全幅單反變成手機的既視感。

不過大部分場景下不會有這么嚴重的問題。主要是別牽涉到光源單一（部分欠爆）和冰雪（部分過曝）。

大家也可以通過視頻直接來對比畫質差異，畫質對比都是用RTX 2080 Ti來錄制的。

具體的游戲幀數如下，這邊是基于BENCHMARK中DXR項目的設置來進行的，且地鐵如果把畫質設置的比較極端則會導致比較低端的顯卡卡的不行，所以沒有把畫質調到最極端。

性能上來說，只有20系列和GTX 1080 Ti可以開啟DXR后保持比較好的流暢運行。

性能測試總結：

先來看一下絕對性能的部分。

對比開啟與關閉DXR特效的情況，20系列幾乎已經自成體系，GTX 1080 Ti也只能摸到RTX 2060的尾巴。

16系列的兩款顯卡GTX 1660和GTX 1660 Ti則讓人比較失望，性能損失幅度只是略好于10系列，核心比較強大的32位整數性能沒有帶來太大的優勢，看起來是會有優化的空間。

具體到游戲上來看一下游戲性能損失的比率，圖中的百分比代表這張顯卡開啟DXR特效后的幀數相對于不開的百分比。

同樣是比較低級別的DXR特效的話，《古墓麗影：暗影》的性能開銷其實不是很大，10系列顯卡也能做到80%。《地鐵：逃離》則對非RT CORE組很不友好，除了GTX 1080 Ti達到了66%，其他的顯卡基本都只剩40%~50%。

而開最高級的DXR特效后，大家都跑不好了。《戰地5》下面20系列顯卡也就60%的幀數，非RT CORE的顯卡倒還好，還有50%+。但是《古墓麗影：暗影》則不同，20系列顯卡還可以保持60%左右的性能，而非RT CORE的顯卡只有30%~40%，GTX 1066甚至只剩下33%的幀數。

20系列的性能損失比較均等，《古墓麗影：暗影》和《戰地5》 DXR開到最高性能損失都大體接近。而10系列和16系列則與核心的規模會有關系，相對來說核心規模越大，性能損失的比率就越小，GTX 1080 Ti的表現是非RT組最好的。

簡單總結：

關于光線追蹤（DXR）的性能：

就測試結果來看，DXR雖然會吃掉不少的性能，但是如果我們有所節制，只是開比較低的DXR，對于老卡來說也是可以玩的，至少《戰地5》和《古墓麗影：暗影》都是沒問題，特別是GTX 1080 Ti，開中低的DXR不會有很大的壓力，20系列顯卡則可以更為放開一些，甚至可以開比較高的DXR特效。

關于光線追蹤（DXR）的畫質：

DXR對游戲畫質還是會起到正向的改善作用，只是受限于現在顯卡架構（即使是20系列顯卡），還沒有達到可以全局大幅應用的程度。

總得來說，我依然保持之前測試RTX 2060時的觀點，DXR確實是可以起到改善游戲畫質的作用，但是目前還是有兩個明顯的限制亟需解決：

第一是顯卡的性能和架構還不能有效的去應對DXR的性能需求，需要從算力和架構兩端同時發力。

第二是游戲引擎還沒有真正上路，導致現在游戲對DXR的適配做的并不好，有時候甚至會破壞畫面的美感。只要解決了這兩個問題，相信光線追蹤（DXR）會是游戲畫質提升的重要一環。