显卡光追（光线追踪）是近年来显卡技术领域的重要突破，旨在通过模拟真实世界中光线的传播、反射、折射等物理行为，大幅提升游戏和渲染场景的视觉真实感。以下是关于显卡光追的详细解析：
一、光线追踪的核心原理
光线追踪技术的核心是模拟光线在三维空间中的物理路径，具体过程如下：
光线发射：从观察者（如游戏中的摄像头）视角出发，向场景中的每个像素发射虚拟光线。
光线交互：光线与场景中的物体（如墙面、水面、金属等）发生碰撞时，会根据物体材质产生不同反应：
反射：如金属表面的镜面反射、粗糙物体的漫反射；
折射：如玻璃、水等透明 / 半透明物体的光线穿透与偏折；
吸收：部分光线被物体吸收，影响亮度和颜色；
阴影生成：光线被物体阻挡时，在后方形成阴影，阴影的清晰度、柔和度与光源大小、距离相关。
颜色计算：通过追踪光线的多次反射 / 折射路径，最终计算出每个像素的颜色，呈现出接近真实世界的光影效果。
对比传统渲染：传统 “光栅化” 技术通过预设的光照模型（如环境光、漫反射光）快速计算光影，效果较生硬；而光线追踪基于物理规律，能自然呈现复杂光影（如镜子中的反射影像、玻璃后的模糊效果、动态阴影等）。
二、显卡光追的关键技术
硬件加速单元
光线追踪需要海量计算（每帧可能需要追踪数亿条光线），传统 GPU 的通用计算单元难以高效处理。因此，NVIDIA（RTX 系列）和 AMD（RDNA 2 及以上）均在显卡中集成了专门的光追加速核心：
NVIDIA：RT Core（从 RTX 20 系列开始搭载）；
AMD：Ray Accelerator（从 RX 6000 系列开始搭载）。
这些单元可快速处理光线与物体的碰撞检测、路径计算，大幅提升光追效率。
降噪技术（Denoiser）
光线追踪的原始结果可能因光线数量不足而产生噪点（类似照片高 ISO 的颗粒感）。显卡通过AI 降噪技术（如 NVIDIA 的 DLSS、AMD 的 FSR 2.0 及以上版本），利用神经网络智能修复噪点，在保证画质的同时降低计算量。
混合渲染管线
目前光追并非完全替代传统光栅化，而是采用 “混合模式”：
基础场景（如物体轮廓、纹理）仍用光栅化快速绘制；
光影细节（反射、折射、阴影）由光追计算补充，兼顾效率与画质。
三、光追带来的视觉提升
真实的反射与折射
金属、水面等表面能精确反射周围环境（如雨后地面倒映的建筑、汽车后视镜中的景物）；
玻璃、水晶等透明物体的折射效果自然（如透过酒杯看到的扭曲场景）。
动态阴影
阴影的边缘会随光源大小、距离变化（如近处阴影清晰，远处阴影柔和），且物体移动时阴影会实时更新（如人物走动时，阳光照射的阴影角度、长度动态变化）。
全局光照
光线经过多次反射后照亮间接区域（如阳光通过窗户反射到墙面，再照亮房间角落），避免传统渲染中 “暗处一片死黑” 的问题，场景层次感更强。
环境光遮蔽（AO）
物体缝隙或接触处（如墙角、家具与地面的缝隙）会自然产生阴影，增强画面的立体感和细节丰富度。
四、支持光追的显卡与平台
显卡型号
NVIDIA：RTX 20 系列及以上（如 RTX 2060、RTX 3080、RTX 4090）；
AMD：Radeon RX 6000 系列及以上（如 RX 6700 XT、RX 7900 XTX）；
Intel：Arc 系列显卡（如 Arc A750）也支持光追，但性能较弱。
软件与游戏支持
游戏需开发时集成光追 API（如 DirectX Raytracing（DXR）、Vulkan Ray Tracing）；
主流光追游戏：《赛博朋克 2077》《荒野大镖客 2》《微软模拟飞行》《漫威蜘蛛侠：重制版》等，可在设置中开启 “光线追踪” 选项。
五、光追的性能代价与优化
性能消耗：光线追踪会显著增加 GPU 负载，开启后游戏帧率可能下降 30%-50%（取决于场景复杂度和光追效果等级）。
优化方案：
DLSS/FSR：NVIDIA 的 DLSS（深度学习超级采样）和 AMD 的 FSR（ FidelityFX Super Resolution）通过 AI 放大低分辨率画面，在保证画质的同时提升帧率，抵消光追的性能损耗；
光追等级调节：游戏中通常提供 “低 / 中 / 高” 光追等级，降低等级可减少光线追踪的计算量，平衡画质与帧率。
总结
显卡光追技术通过物理级的光影模拟，让游戏画面从 “近似真实” 迈向 “高度还原真实”，是未来视觉渲染的核心趋势。尽管其对硬件性能要求较高，但随着显卡技术（如更高效的光追核心）和优化方案（如 DLSS 3 的帧生成技术）的发展，光追正逐渐成为主流游戏的标配功能，为玩家带来沉浸式的视觉体验。