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十七、光线追踪测试：体验真实世界的光影效果
传统的光栅化渲染是将一个3d图形的几何信息转变为一个个栅格组成的2d图像的过程，可以理解为在这个3d图形的每个点都包含有颜色、深度以及纹理数据，经过一系列计算变换后，将其转换为2d图像的像素，进而呈现在显示设备上。
这一过程也就构成了我们爱游戏中所看到的各类阴影效果以及光线投射，在这过程中所有的光影效果都是提前设计好的，如果开发者设计时不那么严谨，就会在不应该有阴影的地方出现阴影。同时即便耗费巨大精力去提前设计好的所有阴影的可能情况，也只能做到无限接近于真实，况且这一点本身也很难做到。于是实时光线追踪(ray tracing)便成为了玩家与游戏开发者最终极的选择与梦想。
传统的光线追踪技术是以光源为起点定义光线，进而追踪由此产生的光线与物体表面以及光线与光线之间交互关系的过程。但该技术目前实现起来非常困难，因为这一技术需要无限多的光线照射在物体表面，通过反射、折射、漫射等途径进入最终的“摄像机”成像。这一过程需要耗费大量的算力且会有大量光线损失。因此光线追踪技术自诞生之日起，就有人断言20年之内光线追踪不可能实现。
然而天才的nvidia工程师们解决了这个难题。提出了一种新的ray tracing理念，即是通过进入“摄像机”的光线，来回溯寻找光源。大部分从光源发出被折射或者漫反射不被玩家所看到的光线将不会被运算，这种思路将需要实时计算的光线数量降低了数十倍，使得实时光线追踪技术至少提前十年成为现实。
下面我们通过3dmark ray tracing tech demo来体验光线追踪的奇妙之处。
从上面2张图可以可以明显的看到小飞行器飞行时，在飞船上的倒影也是一直在变化方位。小飞机器自身也在发光，因此它的倒影的明暗度以及形状也是随时在发生着变化。
除此之外，大飞船本身也在缓慢滑行，周围的环形灯柱投射在飞船上的倒影也是无时无刻都在变化着。
rtx 2080 ti集成了68个rt cores，每秒能处理100亿条光线，而gtx 1080 ti只能靠cuda来计算光线，每秒能处理11亿光线。下面我们通过星球大战demo来演示光线追踪的性能，这个demo可以为展现出一个如果科幻电影般的光影世界。
这是 gtx 1080 ti的帧率，非常卡顿，仅有3.31fps
由于星球大战demo锁定24fps，rtx 2080与rtx 2080 ti都只能跑出24帧，即便如此，也达到了gtx 1080 ti 7倍以上的性能。
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