光缐追踪等级系统加速 塑造电玩游戏新定义
由本文能够更清楚地瞭解光缐追踪等级系统，以及其对于电玩游戏的重大意义。...
如果关注图形市场，就会注意到，光缐追踪在业界已经引起了很大的骚动。该技术是三维场景中渲染光缐的新范例，为游戏玩家和开发人员提供了诸多好处。
对玩家来说，它在游戏中所实现的光缐效果更自然、更贴近真实世界，因此能为玩家们带来更佳的真实感和沉浸感，这是创建真正逼真游戏的关键，而对开发人员来说，它则是提供了一种更简单、更高效的照明方式。这是因为反射和阴影等效果（使用传统栅格化难以模拟）在使用光缐追踪演算法时，可以更自然地显示。
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虽然将光缐追踪称为新事物，其实从三维图形概念来看，光缐追踪可以追溯到1968年，其后相关概念逐步发展。由于近几年图像即时渲染所需的运算复杂性提高，光缐追踪的热度又再次的被关注。
目前，针对Windows系统桌面级PC的第二代光缐追踪显卡刚上市，实现了首次支援光缐追踪效果的4K显示，同时下一代游戏机也可望具备光缐追踪功能。
光缐追踪引发如此大的轰动，甚至现今的游戏主机也开始跟着动了起来，例如，经典游戏《荒岛求生》正重新制作中以运用光缐追踪效果，使其即使在沒有光缐追踪特定硬体支援的较旧型显示卡和游戏主机上也可以运行。
光缐追踪等级系统功能及效率
尽管越来越多硬体开始支援光缐追踪，但许多人并沒有意识到，市场上具备光缐追踪功能的硬体并非全然相同。Imagination Technologies投入光缐追踪领域多年，并早于2016年便发表一个开发板，其工作硬体比目前市场上的解决方案更为复杂。
为了帮助业界瞭解各种解决方案之间的差异，Imaginantion创建了光缐追踪等级系统（Ray Tracing Levels System），可针对一系列架构—不仅是自家的PowerVR Ray Tracing，更对光缐追踪加速的先进功能进行等级鑑別，每提升一个等级，就表示可提供更高的性能和更佳的硬体使用率。光缐追踪等级系统区分成0~5级，其中包括：
‧ 等级0：传统解决方案
‧ 等级1：传统GPU上的软体
‧ 等级2：硬体中的光缐/方框和光缐/三角形测试器
‧ 等级3：硬体中的边界体积层次结构（Bounding Volume Hierarchy；BVH）处理功能
‧ 等级4：硬体中的BVH处理和一致性排序功能
‧ 等级5：硬体中具备场景层次产生器（Scene Hierarchy Generation；SHG）的一致性BVH处理功能
从0级到5级，随着等级的提升，光缐追踪功能更着重效率。不过，市场上有些产品并非都是以效率为基础。例如，近期发表具备第二代光缐追踪功能的桌面级PC，只是简单透过提供更多光缐追踪处理单元以提高性能，而这需要更大的硅面积和更高的功耗。然而对于像行动装置这类需考虑电源限制的产品来说，这样的方案虽简单，但并非有效的选择。
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在游戏主机上，我们可以看到光缐追踪使用效果的有限展示，这是因为硬体无法高效处理许多复杂效果。例如，在首发游戏的展示中，看到一个物体投射到地板上的反射光。但是，一旦该物体被销毁，反射就会瞬间消失。这是因为无法足够快地更新场景几何体，而这需要硬体级的场景层次结构产生器，即对应上述的等级5解决方案。
同样地，在一些早期游戏当中，可以看到单一反弹反射和低解析度反射的画面，因为如果沒有硬体级一致性排序的BVH处理（对应等级4解决方案），这些效果的计算代价过高或是执行效率过低。
理解光缐追踪体系结构非常重要，而目前市场上对于光缐追踪性能的行销宣传越来越强调性能指标。刚开始，每秒10亿光缐的宣传点或许会令人印象深刻，但实际上却有些苍白无力。因为这其中会出现因GPU处理资源使用率低而导致的低效，或是由于记忆体存取模式不一致而导致的记忆体存取受限。
关于光缐追踪等级系统，期待SoC设计人员能让此种为游戏带来变革的技术可将低效率、高功耗的硬体转变为面积和功耗均更优的装置，进而使手游玩家享受到令人难以置信、逼真的游戏效果，获得更佳的沉浸式体验。