PowerVR在GDC 2016:移动设备的光线追踪和高端图像

在2016年游戏开发者大会（GDC）上，出于Rogue架构的高效性，PowerVR继续成为移动设备高端图形的标准。本文展示的是预览版。

移动设备和控制台的实时光线追踪

大会上第一个演示的产品来自PowerVR光线追踪团队。对于那些不熟悉最新光线追踪技术的人来说， PowerVR Wizard是一个新型的GPU架构，可以在游戏控制台和下一代虚拟现实应用程序中生成逼真的图像质量，同时相比传统的台式机GPU，其在射线跟踪性能方面的能量效率要高出50倍。

GDC 2016是展示OpenGL ES扩展预览版的绝佳机会。OpenGL ES扩展是为PowerVR Wizard GPU开发的，支持对Wizard架构的实时光线跟踪，并允许开发人员在Unity 5游戏引擎的定制版中使用本文所述的混合渲染技术。

例如，下面的演示实现了PCSS（比例接近软阴影）算法，该算法基于光源尺寸和拦截器及接收器与光源距离之间的比率生成了具有可变化半影的软阴影。传统上来说，在移动设备或台式电脑GPU中实施这种技术可以大幅提高图像质量，但却会严重降低性能。由于PowerVR Wizard GPU内的光线追踪引擎，软阴影才可以更好地实现，且运行非常迅速。

我们还添加了镜面反射，而仅使用光栅化技术完成镜面反射是非常有难度的。这是因为现实的反射类似于软阴影：其锐度取决于对象的平滑度。通过使用混合渲染技术，开发人员可以轻松地将光线追踪反射整合到游戏中，不需要按传统的精度计算方法（尽管目前仍然实用）并花费大量的时间来实现它。自我反射尤为重要，因为几乎不可能在移动设备甚至是游戏控制台上实现反射。

为了解Wizard GPU上可实现的复杂性和质量水平，我们也展示了如下公寓场景。这个演示需要每秒数十亿射线(gigarays)的计算性能，且当下可能只有高端工作站与多个台式电脑GPU堆叠在一起才得以消耗500 - 700瓦的功率。

相比之下，我们可以在Wizard GPU上达到相同水平(或更好的)的性能，而Wizard GPU对功率的要求则低了一个数量级。

了解更多关于PowerVR光线追踪技术和开发平台的信息，请与我们联系或查阅最新的文章：

从无名之辈到英雄的逆袭：Unity 5和混合渲染

Spellwrath的光线追踪实时软阴影

在游戏引擎中实现快速的光线追踪软阴影

光线追踪——在MWC 2016会上行走的巨人

最后，与Unity Technologies的合作将使PowerVR光线追踪技术得以使用Unity的游戏引擎。其结果便是生成一个光照贴图工具，这将帮助艺术家以简易便捷的工作流来进行快速设计，并使高级光线效果可视化。

OpenGL? ES的控制台品质图像

移动类GPU已实现控制台层次的性能和图像品质，而PowerVR就是其中的佼佼者。对于消费者而言，PowerVR Series7XT和 Series7XT Plus系列使游戏和视觉计算应用程序迈入了一个新时代。

为说明这一点，我的同事Ashley Smith利用最新的OpenGL ES 3.2 API 创建了Dwarf Hall，其演示了在多集群PowerVR Series7XT GPU上运行的基于物理的渲染（PBR）。Dwarf Hal的实施效果包括：

某些场景中，每帧的三角形数量超过100万

128位基于物理渲染的G缓冲区的延迟渲染

以色彩校正、饱和、动态接触和HDR色调映射对管线进行完整的后期处理

很多动态光和多个作为光来处理的镜面探测

软粒子

镜头光晕效果

开发人员在基于PowerVR移动设备上使用PBR的另一个示例是基于Oxford的NaturalMotion。其工作室在CSR Racing 2游戏中使用了这种先进的渲染技术，当模拟汽车和光源交互的场景时，其生成的图像效果令人印象深刻。

“这不仅仅是移动产品领域画质最佳的赛车游戏，而且还是无法超越的经典——包括控制台在内。在某些方面，我们甚至超越了控制台的品质。“”——NaturalMotion的首席执行官Torsten Reil在接受《卫报》采访时说。

以下是CSR Racing 2 的预告：

Vulkan?图像和计算

参加GDC 2016的开发人员将有机会在我们的展台上见识到Imagination演示的Vulkan图像和计算应用程序。黄昏的美景就是一个例子，其演示了使用Vulkan的图形和计算管线创建一个宁静祥和的山顶日落之景。