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作者：arm-phodges 2023年3月6日
游戏开发是一个很好的领域。要创造成功的游戏，必须融合灵感、学科之间的协作和实际实施。这些成分的正确混合会产生娱乐游戏，给世界带来欢乐。换句话说，游戏开发是创新的完美场所。在这篇博客中，我解释了为什么我觉得重要的是突破游戏性能和创新的界限。光线追踪，特别是光线查询，符合叙事。
在充满挑战的时代取得成功
在过去的一年中，手机游戏的收入有所下降，但同时游戏下载量也有所增加。对于广告是商业模式的关键部分的游戏来说，产生这样的影响并不完全出乎意料。有趣和令人鼓舞的是，看到游戏战胜了整体经济下滑的趋势。这些头衔确定了让他们在充满挑战的经济中取得成功的共性。
在所有的视频游戏类型中，我们看到持续成功的是投资于高制作价值、强大的故事情节和更深入的游戏设计的游戏。据《娱乐解构者》(Deconstructor of Fun)（https://www.deconstructoroffun.com/blog/2022/12/5/bucking-the-recession）报道，《暗黑破坏神：不朽》（Diablo Immortal）、《合并豪宅》（Merge Mansion）和《原神》（Genshin Impact）等游戏都表现出色。也确实，已建立的IP已显示出弹性，尽管对于那些许可内容，必须考虑与之相关的成本。中国在这方面已经领先了一段时间，《王者荣耀》就是一个最好的例子。由于与出版有关的原因，过去几年来，在中国，思考更长形式、高质量的内容一直很重要。这里有我们所有人都可以学习的经验——这些是更高质量、更吸引人的游戏和视觉体验，以及更少的时间来最小化下载量。
光线追踪可增强游戏体验
计算机图形学领域受到光和材料物理模型的启发。对于渲染场景的复杂问题，有多种近似方法。这些通常取决于图形硬件的优势以及我们在如何最好地利用它方面获得的知识。光线追踪是一种直观的模型，它允许我们根据光线穿过场景、与物质和光源交互来进行思考。
光线追踪演示，视频链接：
B站：https://www.bilibili.com/video/BV1PM4y1C74D/
Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=Oqq7wlu47-A
完成所有计算后，我们可以以非常自然的方式渲染融合了诸如全局照明、反射、折射和阴影等现象的场景。结果是高度真实和准确的游戏体验，而不需要过去几十年来一直是实时图形的主要组成部分的变通方法。
光线追踪的两种方法
光线追踪本身可以分为两种形式：光线查询和光线管道。光线查询是一个显式模型，通过它，我们意味着光线的生成、相交测试和解决这些相交的结果都在着色器中进行。光线管道的不同之处在于，所描述的步骤分为不同的阶段。这两种模式都有优点；然而，在采用其中之一之前，你需要仔细考虑。
对于那些正在开发的游戏来说，挑战的一部分是协调创意和技术目标与世界现状。特别是，“我能接触到的观众有多大？”我们现在站在一个可以找到大量观众的地方，他们拥有支持光线查询的移动设备。这种观众只会随着时间的推移而增长。联发科是Arm最具前瞻性的合作伙伴之一。基于Arm的2022年全面计算解决方案（TCS22）（https://www.arm.com/company/news/2022/06/arm-total-compute-solutions-redefine-visual-experiences-and-supercharge-mobile-gaming），联发科推出了天玑9200芯片组(https://www.arm.com/company/news/2022/11/bringing-next-level-3d-gaming-to-life-with-arm-immortalis)，该解决方案采用了全新的Arm Immortalis-G715 GPU（https://www.arm.com/products/silicon-ip-multimedia/immortalis-gpu/immortalis-g715）。这为最近发布的一些令人难以置信的旗舰智能手机提供了动力，例如vivo X90 Pro。
当我们纵观整个移动生态系统时，光线查询比光线管道具有更高的采用率。我们相信，在未来几年里，这一点将继续保持不变。当开发者为全球游戏发布做好准备时，光线查询支持将成为现实。这将不限于高端和旗舰市场。因此，围绕光线查询进行设计至关重要。
光线追踪技术
腾讯游戏一直在努力寻找其惊人的SmartGI解决方案中的混合技术。该公司的创新技术使他们能够从移动硬件中获得出色的性能，在移动设备上达到60 fps或更高的帧速率。您将从腾讯游戏中听到更多关于在未来一年中如何实现这一目标的信息。
Sponza场景，由Intel Research提供，使用腾讯游戏的SmartGI渲染了超过200万个三角形，包含超过5K个灯光。
维多利亚火车站场景，由SmartGI在Immortalis-G715上点亮一组AAA级纹理
“为移动设备上的交互式内容提供实时光线追踪–通过Vulkan光线查询API和Arm Immortalis-G715提供的旗舰和高级智能手机，梦想成真。在阴影、环境光遮挡、反射和折射的所有精细细节中，区分桌面和移动游戏，这是前所未有的挑战。我们已经迫不及待地想通过光线查询和智能GI的冒险，将下一个项目的图形提升到一个全新的水平，我们正在实现视觉质量、性能、能源效率和开发方便性的完美平衡，而热量和电力预算非常有限。”Shun Cao，腾讯游戏引擎技术总监。
在性能方面处于领先地位
在Arm，我们希望看到无论是智能手机制造商、游戏开发商还是玩家，每个人都能在光线追踪方面取得成功。我们已经看到基于Arm的智能手机设备的卓越性能，在基准性能方面处于领先地位。vivo的X90 Pro（V2242A）由天玑 9200提供动力，在Basemark的“体外”移动光线追踪基准测试中，得益于不朽-G715启用的光线查询功能，该产品的基准分数为3236（https://powerboard4.basemark.com/）。这是Arm和我们在联发科和vivo的合作伙伴感到无比自豪的结果。
重新定义图形并为Arm上的移动游戏赋能，视频链接：
B站：https://www.bilibili.com/video/BV1DX4y1S7rL/
Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=_omB6BbIE9U
我们与世界各地的合作伙伴和同事一起，一直在忙着重新定义移动游戏体验，迫不及待地想在GDC2023及以后与您分享更多。有一些重要的技术可以用于优化移动GPU。您将从我们的技术专家那里听到更多关于如何成功使用光线查询的信息。与Arm的一些游戏合作伙伴一起，这些合作伙伴已经为其游戏产品提供了显著的性能改进。
阅读Arm在GDC 2023前夕发布的新《游戏开发人员调试手册》。该手册提供了四个免费工具，帮助游戏开发人员更快地构建更好的游戏，其中包括一个关于如何实现光线追踪技术的专门章节。
