GDC25

来源：游戏研究社

人工智能（AI）毫无疑问是当下的热点话题，各个领域都在积极拥抱 AI，试图将其引入自己的生产力版图内，游戏开发也不例外。

英伟达的 DLSS 早已被广大玩家所熟知，它就是一项通过 AI 将低分辨率的画面「智能提升」至高分辨率的功能，对提高画面品质和提升画面帧数有着非常显著的帮助。而在最新版本的 DLSS 4 多帧生成中，更是进一步利用 AI 深度学习的强大算力，再一次提高了画面效果和帧数，尤其是在帧数方面，对比之前的技术有着成倍的效率提升。

英伟达结合 AI 加成的 DLSS 4 技术让游戏画面帧数再次获得飞升

在传统的游戏开发流程管线中，想要提高画面的品质，则意味着要投入更多的开发资源，更长的开发时间，同时对终端的显示硬件也提高了要求，英伟达正在试图利用 AI 改变这一切。在今年的游戏开发者大会（GDC）上，英伟达向行业介绍了自家的「神经网络渲染引擎（Neural Rendering Engine）」，它将大大提高游戏的开发效率。

简单来说，神经网络渲染也是一种通过 AI 来生成游戏画面的技术。传统的游戏画面是通过复杂的数学计算来模拟光线、材质和阴影的，而神经网络渲染则通过 AI 来加速甚至取代这些计算。比如，在传统渲染中，一块宝石的反射效果可能需要复杂的多层材质进行模拟。而通过神经网络渲染，开发者只需要用 AI 训练一个神经网络，就能自动生成逼真的宝石反射效果。这不仅简化了开发流程，还让画面更加真实。

在游戏开发中，材质的设计是一个非常重要的环节。材质决定了物体在光照下的表现，比如金属的光泽、木头的纹理、布料的柔软度等。在现实中，物体的材质往往是多层的。比如一块宝石，它的表面可能有微小的裂纹，内部可能有晶体结构，表面还可能有一层透明的涂层。这些复杂的细节在传统游戏中很难实现，因为计算量太大，会严重影响游戏性能。

而「神经网络材质（Neural Materials）」的出现，彻底改变了这一局面。通过神经网络渲染，开发者可以模拟出多层材质的复杂效果。比如，一块宝石可以同时表现出裂纹、晶体和涂层的反射效果，而这些效果都是由AI自动生成的。这不仅让画面更加逼真，还让艺术家可以自由创作，不再受限于传统渲染的性能需求。

此外，「路径追踪（Path Tracying）」技术的普及，也是近年来游戏画面效果提升的关键技术之一。作为一种模拟光线传播方式的算法，它可以精确计算光线在场景中的反射、折射和散射效果。简单来说，它能让游戏中的光影效果更加真实。

举个例子，在传统的游戏中，光线照射到物体上时，通常只会计算一次反射。而在现实中，光线会在物体之间多次反射，形成复杂的光影效果。路径追踪就是通过模拟这种多次反射，来让画面更加逼真。但路径追踪的计算量非常大，传统的光栅化技术很难在实时游戏中实现。而通过神经网络渲染和硬件加速，路径追踪的性能得到了大幅提升。

在神经网络渲染引擎中，还有一项非常重要的技术「RTX Mega Geometry」。比如，一个古老的城堡可能会有成千上万的砖块，每一块砖都有自己的纹理和形状。在传统的游戏中，这些细节通常是通过贴图来模拟的，也就是说，砖块的表面只是一张图片，而不是真正的几何形状。

而 RTX Mega Geometry 技术的出现，让游戏场景的细节更加真实。它允许开发者将大量的几何细节直接导入游戏中，比如每一块砖的形状、每一片叶子的轮廓。这些细节不仅让画面更加细腻，还让光影效果更加真实。

更重要的是，RTX Mega Geometry 还支持完全「路径追踪（Path Tracying）」。也就是说，场景中的每一个细节都会参与光线的计算，形成逼真的光影效果。比如，阳光透过树叶的缝隙照射到地面上，会形成斑驳的光影效果。这种效果在传统游戏中很难实现，而通过 RTX Mega Geometry 和路径追踪，它变得轻而易举。

综上所述，对于游戏开发者来说，神经网络渲染和路径追踪不仅提升了画面质量，还大大提高了开发效率。例如，传统的材质设计需要编写大量的代码，而神经网络材质通过AI自动生成复杂的材质效果，让艺术家可以专注于创作，而不必担心技术细节。

在传统的游戏开发管线中，开发者需要花费大量时间优化性能，以确保游戏能够流畅运行。而通过神经网络渲染和路径追踪，许多复杂的计算被AI和硬件加速取代，开发者可以更专注于游戏内容的创作。

神经网络渲染和路径追踪也能让画面更加逼真，减少了开发者手动调整光影和材质的工作量。比如，通过路径追踪，开发者无需手动设置光源的位置和强度，光线会自动在场景中传播，形成真实的光影效果。

对于玩家来说，神经网络渲染和路径追踪带来的最直接好处就是更逼真的画面。无论是宝石的反射、阳光的照射，还是场景的细节，这些技术都让游戏世界更加真实，让玩家更容易沉浸其中。

此外，这些技术还让游戏的开发周期更短，开发者可以更快地推出高质量的游戏。同时，由于性能优化的工作量减少，开发者可以将更多精力放在游戏内容和玩法上，为玩家带来更丰富的游戏体验。

而更重要的是，神经网络渲染并非纸上谈兵，而是已经进入到了游戏产业的开发流程里。从四月份开始，微软将在 DirectX 的预览版中增加神经网络着色技术，让开发者能从系统底层直接调用英伟达 RTX GPU 中的 AI Tensor Cores，在游戏的图形渲染管线内加速神经网络渲染。

与此同时，RTX Kit 开发套件也已经正式登陆虚幻引擎 5，支持最新的 RTX Mega Geometry 和 RTX Hair 等功能，开发者可以很方便地在这款流行的游戏开发引擎里调用这些功能。Valve 在 3 月 18 日正式发布了《半条命 2》 的 RTX Demo，在这款 Demo 里，玩家可以看到在最新神经网络渲染增强技术的渲染下，包括全景光线追踪、NVIDIA DLSS 4 多帧生成、RTX Neural Radiance Cache、RTX Skin等，让这款寿命超过 20 年的老游戏如何焕发新生。

神经网络渲染引擎正在优化游戏开发的规则，它们不仅让画面更加逼真，还大大提高了开发效率。对于玩家来说，这意味着更沉浸的游戏体验；对于开发者来说，这意味着更高效的创作流程。随着技术的不断进步，未来的游戏世界将更加真实、更加精彩。 英伟达正在用 AI 深度改变着游戏行业的未来。