第一千四百二十八章 牛頓光學模擬器
「確實，」馬競輕輕點頭，看似是在附和著對方的吐槽。
「光線跟蹤並不是非常新的技術，甚至可以說是很老。就算不提特納-懷特德早在1979年就提出遞歸式光線追蹤方法，光是相關廠商大肆宣傳交互式光線追蹤的妙用，距離現在也是有十年之久。」
「但是，理論技術是有了，想要實現起來卻也不容易。早在1951年，美國普林斯頓大學教授萊曼-斯皮策就設計了第一種核聚變反應堆『仿星器』，前蘇聯庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊三年後主持設計了『托卡馬克裝置』。現在氫彈、中子彈都已經武器化了，聚變發電卻還要再等幾十年時間。」
「這麼說貌似有些不對勁，國內的EAST東方超環，德國的螺旋石7-X，還有其他公司隔三差五就有進展出來，距離聚變發電應該沒有太久了。」
「公布的那些只是小進展，用來證明成績、爭取經費和風險投資。實際上，這些實驗堆的持續運行時間都還停留在分鐘甚至秒級，距離長時間實驗發電還有一段距離，商業發電更是得等到2050年左右。」
對面畢竟是堅持訂閱科研期刊的專業人員，張許瑤當然不敢和他爭論科研問題，只好換個角度挑刺道：「話說回來，把光線追蹤跟核聚變反應堆放在一起，你不覺得奇怪麼？」
「這有什麼奇怪的？」馬競斜眼看她，「光線追蹤用計算機追蹤計算千萬級別的光線，聚變反應堆研究同樣要用計算機追蹤計算億萬級別的高能粒子。雖然前者局限於牛頓光學，後者卻深入到了量子層面，數據規模更大、用的機器也更加高級，本質還是用計算機模擬物理過程。」
「牛頓光學？我只聽過牛頓力學。」
「除了微積分、萬有引力定律和牛頓三大定律，牛頓有研究光學，他設計了稜鏡色散試驗、研究了光的反射、折射以及干涉、衍射。不過他那個年代還沒有電磁學和量子力學，牛頓對光的認識停留在微粒構成的光線，比起現代光子理論還要粗糙不少。」
「雖然糙了點，牛頓的光學理論卻很適合模擬人眼觀察世界的過程，光線追蹤便是根據相關物理原理設計而成。它從人眼出發，反向追蹤經過畫面像素的光線以及它們反射、折射產生的新光線，依次計算它們照射物體在物體表面產生的顏色，直到所有光線都被歸於光源、逃出場景或者達到遞歸深度為止。」
「嗯？為什麼不從光源出發，偏要從人眼出發？」
「這是一個蠢問題，」馬競笑著伸指虛戳對面某人雙眼，「光線不進入人眼，就不會產生顏色感知，對視覺模擬來說就是多餘的。從人眼出發就能有效排除這些多餘光線，進而大幅提高模擬效率。當然，這個還是有些慢，場景越大越複雜、光源和反射折射面越多、遞歸層次越深入，最終耗時也就越久。所以渲染靜態CG圖像，往往會耗費幾個小時，要是換成要求更高的特效電影，還得扔掉普通工作站改用渲染農場。」
聽他說完一大段，張許瑤忽然面露驚喜，「我明白了！」
「嗯哼？」
「國產電影老被罵五毛特效，是不是和渲染偷工減料，沒有花費足夠時間有關？」
作為特效公司老闆，馬競覺得還是應該說點兒公道話，當下便開口解釋道：「話不能這麼說，光線追蹤存在著明顯的邊際效應，多花幾個小時渲染，效果肯定比原先會好一些，但是提升程度卻不是線性的，越往後收益越低。考慮到投入產出比，要懂得適可而止。」
「嘿！問題是人家想的不是『適可而止』，而是『差不多就行』！這裡湊活下，那裡隨便弄，最後的效果能好才怪！」
「特效公司也不是想著敷衍，甲方給多少錢，他們做多少活兒，等價交換、天經地義。」
「然後那些天經地義的公司就被逸快擠倒了。」
「話不能這麼說，其他特效公司退出，主要是人工成本上升導致的，他們本就是賺點辛苦錢，看到市場行情變化，退出轉行都是正常操作。」
「這些都是影視劇那邊，遊戲方面呢？也是偷工減料版的光線追蹤？」
「AAA遊戲的投入和商業大片差不多，但是模型總量和劇情時長卻是更多更長，當然要省著些花錢。遊戲上一般用的是光柵化渲染以及光線追蹤預渲染，能夠達到比較不錯的顯示效果，對玩家設備的要求也比較低。」
看著平板上搖曳的火光燈影，張許瑤靈機一動，「就是比較死板，缺乏變化？」
「聰明！」馬競抬手打了個響指，「這兩種方案都需要保存預先烘培好的貼圖，想要呈現多樣變化，就需要提前準備對應的貼圖，增加了開發成本的同時，也讓遊戲客戶端變得越來越大。」
「嗯嗯！現在隨便來個3D遊戲都是20GB起步，聽說還有150GB的怪物，想想簡直可怕。」
「沒辦法，遊戲解析度越來越高，玩家的眼睛和耳朵越來越挑剔，廠商只能不斷增加音視頻素材的品質和規模。」
「所以你們便未雨綢繆，提前幾年研究遊戲專用的人物語音引擎，現在又搞定了實時光線追蹤？」
「誇張了，」馬競失笑搖頭，「人物語音引擎主要是增強路人NPC的互動表現，主要NPC依然需要人工監修調試。至於蜜蜂RRT Kit，目前的效果也是遠不如英偉達的RTX出色。」
上個月的GDC遊戲開發者大會上，美國英偉達和微軟兩家公司聯手帶來大新聞，前者正式發布基於GPU的實時光線追蹤技術RTX，後者則為自家DirectX12 API引入光線追蹤模塊。作為多年合作夥伴，UE4引擎的開發商Epic、最大主機遊戲發行商EA也都帶來了實時光線追蹤技術的演示動畫。
蜂游和蜂芯同樣有參加這次的行業盛會，還將支持實時光線追蹤的遊戲平板PT2 Pad帶去現場，並在閉門體驗會上展示了多款新遊戲的試玩版本，其中就有《天意》。
雖然他們選擇的展示平台是咖位低了幾檔的掌機，但是率先帶來RRT技術遊戲，還是幫蜜蜂掙到了不少臉面。可惜GDC作為行業會議，媒體關注度不如E3、TGS以及CJ，大部分玩家暫時還不知道這些。
「N記？也對啊，你們都搞定了，老黃他們要是沒成果，還算什麼業界大佬？」
張許瑤瞭然點頭，接著好奇看向馬競，「剛才不是說光線追蹤很吃硬體很費時間麼？怎麼一下子就進化到實時追蹤的程度了？」
後者聞言大笑道：「當然是有了新的偷工減料方法。按照60FPS計算，每幀畫面的處理時間不能超過16毫秒，自然不能像視頻工作站那樣慢慢繪製。我們採用的方式都是深度學習去噪，先計算低解析度、低光線數量下的圖像，再用去噪算法重建出高解析度圖像。效果強於光柵渲染，弱於傳統離線渲染，但是勝在可以交互，能讓場景和技能表現變得更加生動。」
「技能？」張許瑤輕叩手中平板，「我怎麼沒感覺到？」
「當然是還沒有實裝，現在只是讓Pad平台的『天意』測試夜晚場景，然後是白天，接下來才是玩家技能和物品。」
「這麼麻煩？」
「AI去噪雖然能夠提高渲染速度，卻也容易出Bug，只能先從簡單的開始。再說現在這樣也不是沒有樂趣，稍後會開放一系列夜間玩法。」
限於技術條件，現有遊戲對夜晚燈光的處理都較為簡單粗暴，直接在光源和玩家角色身邊形成一小塊照明區域，不但和周圍昏暗環境格格不入，也缺少影子等必備元素，卻是違和感滿滿。
蜂游現在有了可用的實時光線追蹤技術，自然要儘量秀出來。正好《天意》所處的時代在儒家禮教建立統治之前，女子大門不出二門不邁尚未流行開來，夜晚活動雖不像現代人這般豐富，卻也堪稱多彩。即便礙於遊戲評級，不能完整展現古代單身男女交際晚會的全過程，念念詩、對對歌、跳跳舞也是好的。
說到興頭上，馬競又爆了個新料：「雖然『天意』不是『絲路』那種沙盒大地圖，但是縮小的主要是野外場景，秦始皇說他的帝國『西涉流沙，南盡北戶，東有東海，北過大夏』，這一大片的主要城市和景點我們都有製作，其中自然少不了巴人、越人、苗人等南方少數民族，這些可都是能歌善舞著稱的。」
「那北方呢？」
「匈奴還有東胡被擋在長城之外，遊戲裡沒他們的戲份。」
「直接一刀切？萬一有玩家想要做借兵南下，做石敬瑭第二，哦不，第零呢？」
「他們真想做，可以自己改Mod自娛自樂，反正官方版本是不行的。」
「匈奴早就消失了，不用這麼刻意避嫌吧？」
「主要是和主題不符，能夠對抗科技的只有科技，就算借來兵馬一統中原，還是打不過龍羲陣營的科技武器。」
「怎麼打不過？胡馬南下，世界偏斜值肯定刷刷上漲，玩家也能更加安全。」
「然後世界崩壞，阿提拉之鞭提前出現，橫掃亞洲。」
「那還是算了，」張許瑤晃晃腦袋，換了個話題繼續打聽起來：「『天意』的風格有些偏向戰爭，技能什麼的根本沒啥光影效果，下一步應該更新個奇幻或是玄幻遊戲才對。」
「有兩個新遊戲，一個神話、一個高魔奇幻，技能的表現力都很突出。」
張許瑤聞言頓時興奮起來，馬上追問道：「都是什麼遊戲？續作還是原創IP？」
「要跟你說了，回頭全世界也都知道了，還是等下個月官宣吧。」
「哪有那麼誇張？該保密的時候我也能保密的。」
替自己辯解幾句，張許瑤見馬競閉口不言，只得把注意力轉會到實時光線追蹤技術本身上來，「這個RRT Kit應該不可能只在平板上使用，下一步就該移植到PT2上面了吧？」
「移植肯定有，不過先是手機平台，」馬競苦笑搖頭，「我們的方案沒有可以強化光線追蹤管線，所以採樣率相對偏小，重建畫面放在小屏幕上沒問題，放到電視大屏上效果就會變差好多，只會成為英偉達RTX的墊腳石。」
靠著馬競的強力推動還有砸錢支持，蜂芯半導體成功填補國內空白，研發出了性能國際一流的「彩世」系列顯示核心，並藉此實現了手機和主機GPU的自主化。
不過蜂芯GPU團隊畢竟是業界新手，即便開發團隊囊括多國人才，即便有著堪稱業界大牛的開掛老闆，他們的產品暫時還不具備和英偉達旗下「物理學家」們打正面的能力。
正因為清楚這一點，蜜蜂自能將自家GPU限制在相對低端的移動和主機平台上面，現在將RRT技術局限在移動平台，也是出於這種擔心。
聽見馬競坦承不足，張許瑤卻是小手一揮：「怕什麼？看看島國那個N記，明明解析度總是同世代最低，玩家還不是照樣買買買？」
「不一樣，任天堂的遊戲有底蘊、夠好玩，這才能持續吸引玩家買單，而這兩塊恰恰是我們的軟肋短板。」
「內容不足技術補，這可是你說過。現有處理器不給力，那就插卡啊！PT系列的特色不就是插卡麼？」
「插卡升級那是開始時的權宜之計，現在已經改成以舊換新了。」
換下來的機器當然不會賣給垃圾回收公司，而是檢修翻新後賣去太平洋、加勒比海以及非洲的窮國。這些國家因為種種原因陷於貧困，但民間依然存在著娛樂需求，蜂游正靠著低廉價格和免費遊戲在那邊開拓市場。雖然賺不到錢還會虧錢，卻有助於培養潛在用戶，畢竟窮國也有富人、窮人也能變富。
「至於插卡方案，」馬競又說道，「其實我們也有在做，不過功耗有些大，所以暫時只能面向PC，等到成熟後在整合到PT2+的晶片裡面去。」
「不是PT3麼？」
「只是單項升級，還算不上是換代產品。等到雲平台成熟起來，主機就會退化成電視盒子，也不需要太好的性能。」
「光線跟蹤並不是非常新的技術，甚至可以說是很老。就算不提特納-懷特德早在1979年就提出遞歸式光線追蹤方法，光是相關廠商大肆宣傳交互式光線追蹤的妙用，距離現在也是有十年之久。」
「但是，理論技術是有了，想要實現起來卻也不容易。早在1951年，美國普林斯頓大學教授萊曼-斯皮策就設計了第一種核聚變反應堆『仿星器』，前蘇聯庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊三年後主持設計了『托卡馬克裝置』。現在氫彈、中子彈都已經武器化了，聚變發電卻還要再等幾十年時間。」
「這麼說貌似有些不對勁，國內的EAST東方超環，德國的螺旋石7-X，還有其他公司隔三差五就有進展出來，距離聚變發電應該沒有太久了。」
「公布的那些只是小進展，用來證明成績、爭取經費和風險投資。實際上，這些實驗堆的持續運行時間都還停留在分鐘甚至秒級，距離長時間實驗發電還有一段距離，商業發電更是得等到2050年左右。」
對面畢竟是堅持訂閱科研期刊的專業人員，張許瑤當然不敢和他爭論科研問題，只好換個角度挑刺道：「話說回來，把光線追蹤跟核聚變反應堆放在一起，你不覺得奇怪麼？」
「這有什麼奇怪的？」馬競斜眼看她，「光線追蹤用計算機追蹤計算千萬級別的光線，聚變反應堆研究同樣要用計算機追蹤計算億萬級別的高能粒子。雖然前者局限於牛頓光學，後者卻深入到了量子層面，數據規模更大、用的機器也更加高級，本質還是用計算機模擬物理過程。」
「牛頓光學？我只聽過牛頓力學。」
「除了微積分、萬有引力定律和牛頓三大定律，牛頓有研究光學，他設計了稜鏡色散試驗、研究了光的反射、折射以及干涉、衍射。不過他那個年代還沒有電磁學和量子力學，牛頓對光的認識停留在微粒構成的光線，比起現代光子理論還要粗糙不少。」
「雖然糙了點，牛頓的光學理論卻很適合模擬人眼觀察世界的過程，光線追蹤便是根據相關物理原理設計而成。它從人眼出發，反向追蹤經過畫面像素的光線以及它們反射、折射產生的新光線，依次計算它們照射物體在物體表面產生的顏色，直到所有光線都被歸於光源、逃出場景或者達到遞歸深度為止。」
「嗯？為什麼不從光源出發，偏要從人眼出發？」
「這是一個蠢問題，」馬競笑著伸指虛戳對面某人雙眼，「光線不進入人眼，就不會產生顏色感知，對視覺模擬來說就是多餘的。從人眼出發就能有效排除這些多餘光線，進而大幅提高模擬效率。當然，這個還是有些慢，場景越大越複雜、光源和反射折射面越多、遞歸層次越深入，最終耗時也就越久。所以渲染靜態CG圖像，往往會耗費幾個小時，要是換成要求更高的特效電影，還得扔掉普通工作站改用渲染農場。」
聽他說完一大段，張許瑤忽然面露驚喜，「我明白了！」
「嗯哼？」
「國產電影老被罵五毛特效，是不是和渲染偷工減料，沒有花費足夠時間有關？」
作為特效公司老闆，馬競覺得還是應該說點兒公道話，當下便開口解釋道：「話不能這麼說，光線追蹤存在著明顯的邊際效應，多花幾個小時渲染，效果肯定比原先會好一些，但是提升程度卻不是線性的，越往後收益越低。考慮到投入產出比，要懂得適可而止。」
「嘿！問題是人家想的不是『適可而止』，而是『差不多就行』！這裡湊活下，那裡隨便弄，最後的效果能好才怪！」
「特效公司也不是想著敷衍，甲方給多少錢，他們做多少活兒，等價交換、天經地義。」
「然後那些天經地義的公司就被逸快擠倒了。」
「話不能這麼說，其他特效公司退出，主要是人工成本上升導致的，他們本就是賺點辛苦錢，看到市場行情變化，退出轉行都是正常操作。」
「這些都是影視劇那邊，遊戲方面呢？也是偷工減料版的光線追蹤？」
「AAA遊戲的投入和商業大片差不多，但是模型總量和劇情時長卻是更多更長，當然要省著些花錢。遊戲上一般用的是光柵化渲染以及光線追蹤預渲染，能夠達到比較不錯的顯示效果，對玩家設備的要求也比較低。」
看著平板上搖曳的火光燈影，張許瑤靈機一動，「就是比較死板，缺乏變化？」
「聰明！」馬競抬手打了個響指，「這兩種方案都需要保存預先烘培好的貼圖，想要呈現多樣變化，就需要提前準備對應的貼圖，增加了開發成本的同時，也讓遊戲客戶端變得越來越大。」
「嗯嗯！現在隨便來個3D遊戲都是20GB起步，聽說還有150GB的怪物，想想簡直可怕。」
「沒辦法，遊戲解析度越來越高，玩家的眼睛和耳朵越來越挑剔，廠商只能不斷增加音視頻素材的品質和規模。」
「所以你們便未雨綢繆，提前幾年研究遊戲專用的人物語音引擎，現在又搞定了實時光線追蹤？」
「誇張了，」馬競失笑搖頭，「人物語音引擎主要是增強路人NPC的互動表現，主要NPC依然需要人工監修調試。至於蜜蜂RRT Kit，目前的效果也是遠不如英偉達的RTX出色。」
上個月的GDC遊戲開發者大會上，美國英偉達和微軟兩家公司聯手帶來大新聞，前者正式發布基於GPU的實時光線追蹤技術RTX，後者則為自家DirectX12 API引入光線追蹤模塊。作為多年合作夥伴，UE4引擎的開發商Epic、最大主機遊戲發行商EA也都帶來了實時光線追蹤技術的演示動畫。
蜂游和蜂芯同樣有參加這次的行業盛會，還將支持實時光線追蹤的遊戲平板PT2 Pad帶去現場，並在閉門體驗會上展示了多款新遊戲的試玩版本，其中就有《天意》。
雖然他們選擇的展示平台是咖位低了幾檔的掌機，但是率先帶來RRT技術遊戲，還是幫蜜蜂掙到了不少臉面。可惜GDC作為行業會議，媒體關注度不如E3、TGS以及CJ，大部分玩家暫時還不知道這些。
「N記？也對啊，你們都搞定了，老黃他們要是沒成果，還算什麼業界大佬？」
張許瑤瞭然點頭，接著好奇看向馬競，「剛才不是說光線追蹤很吃硬體很費時間麼？怎麼一下子就進化到實時追蹤的程度了？」
後者聞言大笑道：「當然是有了新的偷工減料方法。按照60FPS計算，每幀畫面的處理時間不能超過16毫秒，自然不能像視頻工作站那樣慢慢繪製。我們採用的方式都是深度學習去噪，先計算低解析度、低光線數量下的圖像，再用去噪算法重建出高解析度圖像。效果強於光柵渲染，弱於傳統離線渲染，但是勝在可以交互，能讓場景和技能表現變得更加生動。」
「技能？」張許瑤輕叩手中平板，「我怎麼沒感覺到？」
「當然是還沒有實裝，現在只是讓Pad平台的『天意』測試夜晚場景，然後是白天，接下來才是玩家技能和物品。」
「這麼麻煩？」
「AI去噪雖然能夠提高渲染速度，卻也容易出Bug，只能先從簡單的開始。再說現在這樣也不是沒有樂趣，稍後會開放一系列夜間玩法。」
限於技術條件，現有遊戲對夜晚燈光的處理都較為簡單粗暴，直接在光源和玩家角色身邊形成一小塊照明區域，不但和周圍昏暗環境格格不入，也缺少影子等必備元素，卻是違和感滿滿。
蜂游現在有了可用的實時光線追蹤技術，自然要儘量秀出來。正好《天意》所處的時代在儒家禮教建立統治之前，女子大門不出二門不邁尚未流行開來，夜晚活動雖不像現代人這般豐富，卻也堪稱多彩。即便礙於遊戲評級，不能完整展現古代單身男女交際晚會的全過程，念念詩、對對歌、跳跳舞也是好的。
說到興頭上，馬競又爆了個新料：「雖然『天意』不是『絲路』那種沙盒大地圖，但是縮小的主要是野外場景，秦始皇說他的帝國『西涉流沙，南盡北戶，東有東海，北過大夏』，這一大片的主要城市和景點我們都有製作，其中自然少不了巴人、越人、苗人等南方少數民族，這些可都是能歌善舞著稱的。」
「那北方呢？」
「匈奴還有東胡被擋在長城之外，遊戲裡沒他們的戲份。」
「直接一刀切？萬一有玩家想要做借兵南下，做石敬瑭第二，哦不，第零呢？」
「他們真想做，可以自己改Mod自娛自樂，反正官方版本是不行的。」
「匈奴早就消失了，不用這麼刻意避嫌吧？」
「主要是和主題不符，能夠對抗科技的只有科技，就算借來兵馬一統中原，還是打不過龍羲陣營的科技武器。」
「怎麼打不過？胡馬南下，世界偏斜值肯定刷刷上漲，玩家也能更加安全。」
「然後世界崩壞，阿提拉之鞭提前出現，橫掃亞洲。」
「那還是算了，」張許瑤晃晃腦袋，換了個話題繼續打聽起來：「『天意』的風格有些偏向戰爭，技能什麼的根本沒啥光影效果，下一步應該更新個奇幻或是玄幻遊戲才對。」
「有兩個新遊戲，一個神話、一個高魔奇幻，技能的表現力都很突出。」
張許瑤聞言頓時興奮起來，馬上追問道：「都是什麼遊戲？續作還是原創IP？」
「要跟你說了，回頭全世界也都知道了，還是等下個月官宣吧。」
「哪有那麼誇張？該保密的時候我也能保密的。」
替自己辯解幾句，張許瑤見馬競閉口不言，只得把注意力轉會到實時光線追蹤技術本身上來，「這個RRT Kit應該不可能只在平板上使用，下一步就該移植到PT2上面了吧？」
「移植肯定有，不過先是手機平台，」馬競苦笑搖頭，「我們的方案沒有可以強化光線追蹤管線，所以採樣率相對偏小，重建畫面放在小屏幕上沒問題，放到電視大屏上效果就會變差好多，只會成為英偉達RTX的墊腳石。」
靠著馬競的強力推動還有砸錢支持，蜂芯半導體成功填補國內空白，研發出了性能國際一流的「彩世」系列顯示核心，並藉此實現了手機和主機GPU的自主化。
不過蜂芯GPU團隊畢竟是業界新手，即便開發團隊囊括多國人才，即便有著堪稱業界大牛的開掛老闆，他們的產品暫時還不具備和英偉達旗下「物理學家」們打正面的能力。
正因為清楚這一點，蜜蜂自能將自家GPU限制在相對低端的移動和主機平台上面，現在將RRT技術局限在移動平台，也是出於這種擔心。
聽見馬競坦承不足，張許瑤卻是小手一揮：「怕什麼？看看島國那個N記，明明解析度總是同世代最低，玩家還不是照樣買買買？」
「不一樣，任天堂的遊戲有底蘊、夠好玩，這才能持續吸引玩家買單，而這兩塊恰恰是我們的軟肋短板。」
「內容不足技術補，這可是你說過。現有處理器不給力，那就插卡啊！PT系列的特色不就是插卡麼？」
「插卡升級那是開始時的權宜之計，現在已經改成以舊換新了。」
換下來的機器當然不會賣給垃圾回收公司，而是檢修翻新後賣去太平洋、加勒比海以及非洲的窮國。這些國家因為種種原因陷於貧困，但民間依然存在著娛樂需求，蜂游正靠著低廉價格和免費遊戲在那邊開拓市場。雖然賺不到錢還會虧錢，卻有助於培養潛在用戶，畢竟窮國也有富人、窮人也能變富。
「至於插卡方案，」馬競又說道，「其實我們也有在做，不過功耗有些大，所以暫時只能面向PC，等到成熟後在整合到PT2+的晶片裡面去。」
「不是PT3麼？」
「只是單項升級，還算不上是換代產品。等到雲平台成熟起來，主機就會退化成電視盒子，也不需要太好的性能。」