Base-RTX全光追与混合光追全景
“这款游戏支持光线追踪”这句话,在 2018 年是卖点,到 2026 年已经接近默认配置。但同样一句”支持光追”,Portal RTX 和 Cyberpunk 2077 的差别不在画质选项上,而在渲染架构:一个整帧由路径追踪生成,另一个只是把光照接到了路径追踪上。
这篇先把当前(2026-10)PC 端的路径追踪游戏分成两档,再挑三款代表作把管线拆开看。表里的分档依据不是”光追效果开了几个”,而是相机射线走哪条路——这条线比任何参数表都更能说明一个游戏到底”全”到什么程度。
它和 Base-渲染方案演进总览 里的 GI 演进线互为补充:那篇讲方案是怎么一步步来的,这篇讲 2026 年的游戏实际用了哪一套。
0. 分档标准:相机射线走哪条路
渲染一帧,本质上是回答两个问题:哪个表面被相机看到(主可见性),以及这个表面收到多少光(光照)。
光栅化的本质,是只处理”从相机出发、正好落在屏幕像素上”的那一束射线——深度缓冲帮你排好序,但除此之外的光路它一概不管。路径追踪则从相机出发,每条路径随机弹射,直到命中光源,阴影、反射、间接光一次算完。
于是分档只需要问三个问题:
| 问题 | A 档:整帧路径追踪 | B 档:混合全光追 |
|---|---|---|
| 相机射线(主可见性) | 在 BVH 里求交,路径追踪器自己出首击 | 光栅化 G-buffer 出首击 |
| 光照 | 路径追踪统一出直接光、间接光、反射、阴影 | 路径追踪接管光照,替代多个独立 RT pass |
| 光栅管线残留 | 只剩 UI、粒子、后处理这类非世界几何 | 整套 G-buffer、材质、几何管线都还在 |
一句话记法:A 档没有 G-buffer,B 档有。
顺带排掉一个命名陷阱:NVIDIA 官方口径把路径追踪叫作 “path tracing, also known as full ray tracing“。所以厂商通稿里的全称 “Full Ray Tracing” 大多落在 B 档,和”全”字没有关系。
1. A 档:整帧路径追踪
这一类数量少,因为要求游戏把整个光栅渲染器换掉,通常只有重制项目做得到。
| 游戏 | 年份 | 说明 |
|---|---|---|
| Quake II RTX | 2019 | 最早一批实时路径追踪,多弹射 GI + 反射 + 软阴影 + 水焦散;3 个 shareware 关卡免费 |
| Portal with RTX | 2022 | RTX Remix 的第一个官方样板,整帧路径追踪 |
| Portal: Prelude RTX | 2023 | 社区用 Remix 重制的序章,免费独立 |
| Half-Life 2 RTX | 2025 | Orbifold 用 Remix 重制,含全新 PBR 资产 |
| Black Mesa RTX | 2024~ | Remix 重制(社区) |
| DOOM (PrBoom+ RT) / DOOM 2 RTX | 2022~ | sultim-t 系移植,整帧 PT |
| Quake III Arena RTX | 2026~ | 同上系 / Remix 演示,早期版本 |
| Serious Sam: TFE Ray Traced | 2023 | 同上系 |
| Minecraft (Bedrock) RTX | 2019 | 光照全路径追踪(含发光方块、水面折射),仅 Win10 Bedrock + RTX 资源包 |
年份带 ~ 的表示该作以社区移植或早期版本形式存在,完成度与稳定性差异较大;A 档看的是”整帧是否由路径追踪器出图”,不是内容完整度。
RTX Remix 生态目前收录 29 款,除上表外还有 Dark Souls II PT、P.T.、Minecraft Java RTX Remix、L4D2、GTA IV、Mirror’s Edge、BioShock、NFS Carbon、CoD2、Republic Commando、Painkiller、UT2004、Vampire: Bloodlines、I-Ninja、Manhunt、Max Payne RTX、Tomb Raider RTX、Deus Ex RTX、Morrowind RTX、Jedi Outcast RTX 等。多数是社区 mod,完成度参差,但架构上确实把整帧交给了 Remix 路径追踪器。
2. B 档:混合全光追
当前 3A 的主流做法:光栅出 G-buffer,路径追踪接管光照。表里”PT 模式”一栏是它在游戏里的开关名。
| 游戏 | PT 模式 | 上线时间 | 平台限制 |
|---|---|---|---|
| Cyberpunk 2077 | RT Overdrive | 2023-04(1.62) | PC;主机只有局部 RT,Switch 2 无 RT |
| Alan Wake 2 | Path Tracing(Med 1 bounce / High 3 / Ultra) | 2023-10,Ultra 2025-01 | PC;Ultra 需 DLSS RR,首发 RTX Mega Geometry;PS5 Pro 仅反射 |
| Black Myth: Wukong | Full Ray Tracing | 2024-08 | PC;一次 PT 替换 Lumen/SSR/SSAO,ReSTIR GI ≤2 bounce |
| Indiana Jones and the Great Circle | Full Ray Tracing | 2024-12 | PC;RTGI 本身是唯一光照路径且常开 |
| DOOM: The Dark Ages | Path Tracing | 2025-06-18 | PC;RTGI 常开、强制 RT 显卡 |
| F1 25 | “Ultra Max” 档 | 2025 | PC;3–4 次 bounce |
| NARAKA: BLADEPOINT | 全光追 | 2025-05-22 | PC;覆盖所有地图与模式 |
| Sword of Justice | Full PT | 2023 | PC only,带 DLSS RR |
| The Witcher 3 | Remastered 路径追踪 | 2026-09-29 免费更新 | PC;首发被 Hardware Unboxed 判为多数场景不如标准 RT 预设 |
| FBC: Firebreak | PT | 2025 | PC(Remedy 系) |
| Control Resonant | PT | 2026 | PC |
| 007 First Light | PT 更新 | 2026-09 | PC |
| Phantom Blade Zero | PT | 2026-10 实测 | PC,性能代价很大 |
| Resident Evil Requiem | PT + DLSS4 | 2026-02-27 发售 | PC |
| Directive 8020 | 发售即 PT | 2026 | PC |
| DESORDRE | 可选 PT(ReSTIR GI+DI) | 2023 | PC,最初限 RTX 40 |
| NTE | PT | 2026 正式版 | PC |
| PRAGMATA | 官方口径写的是 “ray tracing” | 2026 | 待实机确认是否 PT 档 |
| Death Relives | PT | 2025 | 独立小体量 |
| War Thunder | 只做路径追踪 GI | 2025 | PC;未来补 FSR4/OMM/SER |
| Enlisted | 只做路径追踪 GI | 2026-10 | PC |
3. 几个边界案例
- Minecraft Bedrock:光照(含发光方块、水面折射)全走 PT,但它是”PT 光照 + 光栅主可见性”的极端混合体,按定义更靠近 B 与 A 的交界;放在 A 档的理由是画面里几乎没有传统光栅光照的残留。
- Metro Exodus EE:4A 自称 “path tracing inside a hybrid renderer”——只有间接光走 PT,直接光仍是解析式光照 + shadow map,是 B 档的原型(见第 6 节)。
- War Thunder / Enlisted:只把 GI 交给路径追踪,属于”最轻 B 档”。
- 巫妖 3 的路径追踪:技术上是 B 档,但首发画质口碑反而输给老 RT 预设——档位高不等于好看。
- 主机端:目前没有任何主机版提供路径追踪,A/B 两档实质都是 PC 独占;PS5 Pro 追加的也只是 RT 效果(2077 在 2026-04 的 Ray Tracing Pro 模式补了 RT 天光与自发光照明)。
4. 解剖一:Portal RTX —— 把 2007 年的引擎重写成路径追踪
4.1 Remix 的拦截式改造
RTX Remix 不是”给老游戏加个光追开关”,而是一个runtime + toolkit 的双件套:
- runtime 坐在游戏和图形驱动之间,拦截游戏的 DirectX 8/9 绘制命令,把其中描述的场景重建出来,再交给现代路径追踪器渲染;
- toolkit 给 modder 用来抓场景快照、替换网格 / PBR 材质 / 灯光,存成 mod 由 runtime 在下次启动时加载。
因为 runtime 是按”每个资产被画出来的那一刻”识别的,替换一个木桶或一面墙的材质,会出现在所有用到它的地方,modder 不需要改游戏本体文件。反过来,这套机制只能吃固定功能管线:越往后 DirectX 9 游戏越是用可编程着色器把信息藏起来,适配成本就越高;DirectX 10 以后直接不支持。所以 Remix 重制是”一游戏一项目”,不是一个按钮。
4.2 为什么它算 A 档
原来的光栅渲染器被整个换掉了——相机射线也进了 BVH,首击由路径追踪器自己算。画面里剩下的光栅部件只有 UI、粒子、后处理这些不属于世界几何的东西。按第 0 节的三问,三问全过。
4.3 传送门的递归在 PT 里反而变简单了
光栅时代,Portal 的”透过门看到另一个房间”要靠 stencil 或 portal camera 反复重绘:画一遍门后的场景,再把结果贴到门面上,嵌套传送门就得递归几层。到了路径追踪,这件事退化成一条穿过门平面的路径:光线打到门面,按门的变换折到另一侧继续走,末端自然带回另一间房的光照。反射、折射、门的嵌套都用同一套代码,不需要为传送门写特例——这也是为什么 Portal RTX 适合当 demo:它的核心玩法恰好是 PT 最擅长的递归追踪。
4.4 采样、降噪与代价
实时 PT 只给每像素一两个样本,靠时域累积 + 空间降噪把噪声抹平;Portal RTX 支持 DLSS 3 与 Ray Reconstruction,用神经降噪器替代传统降噪链路,同时提供超分来把帧率拉回来。代价有两层:一是性能,Remix 化之后的负载和现代 PT 大作同档,二十年前的游戏照样要新卡 + 超分;二是资产,原来的低模、平材质在真实光照下会原形毕露,所以 Remix 重制必须重做资产——这也是它慢的根本原因,不是因为光追难,而是因为光追会把旧资产的短板照出来。
5. 解剖二:2077 RT Overdrive —— 四个 RT pass 合成一个 path tracer
5.1 之前:四个互相不知情的 pass
2077 的标准 RT 档(1.5/1.6x 时期)把光追拆成四个独立效果:RT 阴影、RT 反射、RT 漫反射 GI、RT AO。每个 pass 有自己的采样策略、自己的降噪器、自己的近似。结果就是”不一致”:霓虹灯在湿地面反射里亮着,在阴影里却没贡献;光追 AO 和光追 GI 各自算一遍遮蔽,还可能互相打架。
5.2 Overdrive:一次算完
2023-04-11 的 1.62 补丁加入 Ray Tracing: Overdrive(技术预览),把上面四个 pass 换成一个路径追踪器:直接光、弹射光、反射出自同一次计算,所以彼此自洽——霓虹灯照亮街道、出现在水洼里、投下阴影,三件事是同一份光照的三个投影。
5.3 怎么跑得动
三件事叠起来才可行:
- 低样本:每像素只取一两个样本,剩下靠时间累积;
- 重采样:ReSTIR 复用邻像素和历史帧的光源选择,让每个像素只测最可能重要的光源(CD PROJEKT RED 与 NVIDIA 在 2023 年 ReSTIR 课程里讲过 Overdrive 的集成方案);
- 降噪:先用 NRD 一类时域降噪,2023-09 的 2.0 更新后可以换成 DLSS Ray Reconstruction,用神经模型替代整条降噪链。
5.4 为什么它仍属 B 档
因为 G-buffer 还在:可见性、材质、法线仍由光栅化给出,路径追踪从 G-buffer 的表面出发去追次级光线。粒子、后处理、UI 也不在 PT 里。换句话说,Overdrive 换掉的是”光照怎么来”,没换”表面怎么被看见”——和 4A 给混合渲染器下的定义完全一致。
5.5 代价与瑕疵
Overdrive 至今仍是最重的画质选项之一,不开超分基本没法玩。低样本路径追踪的典型副作用它都有:暗部低频噪声、运动中的拖影、光源突变后要几帧才收敛。这些不是 bug,是”用时间换样本”的必然结果,也是降噪器质量的直接体现。
6. 解剖三:地铁离乡 EE —— “混合渲染器里的路径追踪”
6.1 2019 原版:一个 bounce、只有太阳
初版 Metro Exodus 的 RTGI 只处理阳光被场景几何散射后的二次交互:每像素从光栅化得到的表面位置和法线出发,打一条漫反射采样射线,命中点用 N-dot-L(太阳)+ 天空采样照亮,其余靠降噪抹平。之前用的体素网格 GI(从反射阴影图传输光照)被删掉,SSAO 也因为”遮蔽自然形成”而被移除。
这里有个关键细节值得记住:相机射线仍然是光栅化算的。4A 自己写的——“我们仍然用光栅化确定从相机射出的主射线,把光追和光栅结合的系统就叫混合渲染器”。
6.2 EE 的四步升级
- 光源数量:从”每个样本只有太阳 + 天空”变成每样本最多 256 个解析光源(spot/radial,各自带 shadow map 提供二次遮蔽),用世界空间网格做 light cluster 剔除——和延迟渲染里的屏幕空间光源剔除几乎同构,只是划分的是世界而非屏幕。
- 自发光几何:从 DLC 开始,被采样的表面可以是自发光材质,等于把面光源塞进 GI,得到解析光照 + shadow map 做不到的极软直接阴影。
- 简化材质:被采样的表面只用块状平均色,甚至不加载贴图,省带宽——反正这些表面不会被相机直接看到。
- DDGI:真正的”路径追踪感”来自这一步。二次以上的弹射交给世界空间探针网格 DDGI(基于 RTXGI SDK 的着色器技术),每帧采样并缓存,且读上一帧的 DDGI 结果——用时间累积模拟光在环境里反复弹射,给暗部补上单次弹射到不了的微弱提亮。
6.3 降噪输出的是球谐
4A 与 NVIDIA 联合开发的降噪链,输出不是一张图,而是一组球谐系数(亮度 + 色度)。球谐的主轴编码了入射光的主方向,所以除了粗糙的环境色,还能反推出一个粗糙的镜面反射——相当于自动生成了一张低精度反射 cubemap 的近似。
6.4 为什么停在 B 档
4A 的原文很直接:主射线仍走光栅、直接光仍是解析式光照 + shadow map;PC EE 另外加了镜面 RTR,但在能省的地方仍回落 SSR。所以 RayTraceDB 把它记成 RTGI 而不是路径追踪游戏——它的 PT 只发生在”间接光”这一段链条上。
6.5 性能账
这套改造的开销并不全是新增:删掉 SSAO、删掉旧 GI 近似,抵消了一部分 RTGI 与降噪的成本。这也是 EE 能作为免费升级、且在老卡上仍然可玩的原因。
7. 三款对照
| Portal RTX | Cyberpunk 2077 Overdrive | Metro Exodus EE | |
|---|---|---|---|
| 主可见性 | 路径追踪求交(整帧 PT) | 光栅 G-buffer | 光栅 G-buffer |
| 直接光 | PT 内统一求值 | PT 内统一求值 | 解析式光照 + shadow map |
| 间接光 | 多弹射 PT | 多弹射 PT(低样本 + 重采样) | 1 bounce 射线 + DDGI 补后续弹射 |
| 阴影 | PT 软阴影 | PT 阴影 | shadow map + 二次遮蔽 shadow map |
| 反射 | PT 反射(含穿传送门) | PT 反射 | RTR + SSR 兜底 |
| 降噪 | Ray Reconstruction | NRD / Ray Reconstruction | 自研时域降噪 + 球谐编码 |
| 光栅残留 | UI/粒子/后处理 | 整个 G-buffer 与材质管线 | 整个 G-buffer 与材质管线 |
| 定位 | A 档样板 | B 档标杆 | B 档原型 |
8. 结论
- 分档看架构,不看效果数量。一个游戏可以在”9 项效果里占 7 项”却仍是 B 档,也可以只开 4 项却是 A 档——差别在相机射线有没有被接管。
- A 档稀缺不是技术不行,是场景不允许。现代 3A 的资产、LOD、粒子、后处理全是为光栅管线设计的,整帧 PT 等于把它们全部重做;老游戏反而便宜,因为它们的场景描述简单到 Remix 能完整截获。
- B 档是当前 3A 的唯一可行解:保留光栅的几何与材质,把最难的那部分——光照的一致性——交给路径追踪。代价是每帧仍要为 G-buffer 付一遍光栅的钱。
- “全实时”是预算分配,不是免费升级。巫妖 3 的路径追踪首发口碑翻车就是提醒:档位是架构标签,不是画质保证。
参考
- RayTraceDB 路径追踪游戏列表(2026-10 数据):raytracedb.com/path-tracing-games
- RayTraceDB 路径追踪技术说明:Path Tracing Explained
- RayTraceDB RTX Remix 说明:RTX Remix Explained
- Cyberpunk 2077 Overdrive 技术分析:RayTraceDB
- CD PROJEKT RED 1.62 补丁说明:cyberpunk.net
- 4A Games 官方技术长文:Metro Exodus PC Enhanced Edition 深度技术解析
- ReSTIR 课程(含 2077 Overdrive 集成):intro-to-restir.cwyman.org
- Quake II RTX 开发回顾:NVIDIA Developer