Portal RTX——光线追踪 + DLSS 3 重制的魅力

“Maybe you'll find someone else to help you.

Maybe Black Mesa THAT WAS A JOKE. HAHA.

FAT CHANCE.

Anyway, this cake is great.

It's so delicious and moist.”

在 15 年前，一首名为“Still Life”的游戏神曲问世了，当它从电脑上响起的时候，意味着又有一位玩家从名为《Portal》的空间解谜游戏里通关了。

这款游戏初看平淡无奇，非常简陋的开场场景，没有任何的怪兽和敌人（哦，其实是有的），游戏主角在 AI 充满阴险诡秘的引导下，逐渐落入其构建的重重圈套内，在需要脑洞大开的解构空间里进行各种穿越并完成最终的通关。

但是从海外的评分来看，玩家们对该游戏还是高度认可的，由于语言障碍的原因，这款游戏在中国并不流行，但是如果你潜心玩过的话，可能真的会像这个话题(为什么有些人玩传送门系列游戏会哭)那样激动过。

Portal 在 2007 年发行，当时流行的新 GPU 是 NVIDIA GeForce 8000（第一代 CUDA GPU）系列和刚刚被 AMD 收购的 ATI 推出的 RADEON HD 2000 系列，DirectX 10 彼时也刚发布了一年，很多游戏依然采用 DirectX 8、DirectX 9 作为图形 API，像 Portal 默认的图形 API 是 DirectX 8，需要在启动命令后面添加 -dxlevel 95 才能使用 DirectX 9，2021 年初 Valve 发布了更新，加入了 -vulkan 开关，可以转译的方式支持 Vulkan。

15 年过去了，如今的旗舰显卡 RTX 4090 速度已经是当年旗舰显卡 8800 GTX 的数百倍性能（83 TFLOP vs 0.345 TFLOPS），还具备最新的硬件光线追踪和 AI 加速内核，是第一代 CUDA GPU 难以想象的差距。

为了展现最新 GPU 的实力，NVIDIA 的 Lighting Speed Studio（光速工作室）决定采用完全光线追踪技术将 Portal 重制，这就是 Portal RTX。

Portal RTX 是在之前 Quake II RTX 和 Minecraft RTX 的开发基础上实现的，所不同的是，NVIDIA 这次采用了名为 RTX Remix 的免费工具，该工具让开发人员或者魔改玩家可以将 RTX 处理用于其他经典游戏。

即使是以前无法改装的游戏，在 NVIDIA RTX Remix魔改平台上也只需点击几下即可添加光线追踪。在 RTX Remix 里，只需按下热键即可导入游戏，然后可以使用 AI 增强材质，使用 Omniverse 构建自定义资产，并导出带有光线追踪、NVIDIA DLSS 3和NVIDIA Reflex的 RTX 魔改模组。

Portal RTX 的主要新特性如下：

采用 64 位 Vulkan 渲染器；

采用完全光线追踪渲染；

场景中的所有灯光都会实时更新；

光线可以穿越传送门洞；

光线在玻璃上带有折射效果；

根据物体表面的光泽度反射细节，玩家身后的物体可以经过反射投射到场景中；

物体可以自反射；

屏幕外的间接光能照亮并影响你看到的东西；

采用了更先进的路径跟踪器，光线反弹次数从之前 Quake II RTX 和 Minecraft with RTX 的一次提升到了四次，提高了质量、沉浸感和对真实世界光线的模拟；

引入了 RTXDI 照明技术，支持添加无数大小不一的直接光源，每个光源都投射光线和阴影；

按下 Shift+Insert，可以调出 RTX Remix 选单

NVIDIA Reservoir Spatio Temporal Importance Resampling Global Illumination (蓄水池时空重要性重采样全局照明，ReSTIR GI)，能增强间接光的表现，使其能够拂亮场景，照亮未被直接光源照亮的黑暗角落。它还比以前的光线追踪全局照明技术更智能，并且提高了光线追踪降噪器的效率。

引入了新的 NRD 降噪器。受制于硬件性能约束，光线追踪为每个像素发射的射线数是有限的，尤其是实时渲染的情况下，对于路径跟踪渲染来说是难免产生噪点的，NRD 降噪器能显著降低画面噪点提升画质，间接地显著提升了光线追踪的性能。

游戏中可以透过快捷键 shift+ins 调出 NVIDIA Remix 控制面板，在里面可以对大量渲染特性进行即时修改；

原作中的大量元素被修改以适应光线追踪渲染，例如原作的墙壁是平坦的，只是透过凹凸纹理的取巧方式让其看起来是突起的，光线追踪对于这类表面的改善效果有限，为此 NVIDIA 将墙面更新为含有丰富细节的真实几何体。

游戏中大量模型都在确保轮廓的前提下做了更新，添加了多边形数量以实现更丰富的细节，让其可以与光线追踪完美交互。

例如传送门枪，其塑料圆柱体被更新为带光线追踪的玻璃，具有精确的菲涅尔特性，可以呈现准确的实时倒影，在试图快速跑动的时候，玻璃上倒影的实验室会发生弯曲和扭曲。

引入了 DLSS 3 插帧技术，显著改善画面平滑度；

游戏引入 SER、OMM 等 Ada 架构才具备的光线追踪加速特性；

引入了 Reflex 技术，能降低系统时延，确保 Portal 所需要的精确定位和时机掌控能力。

NVIDIA 提供了一些彩蛋，例如将原作中的配重箱更改为其他有趣的样子：

NVIDIA 提供了多种配重箱彩蛋，上图就是其中的 fullypathtraced 样式彩蛋箱

此外，自打 Portal RTX 在 9 月份公布后，网络上出现了一些对当时版本的批评，例如原版传送门的上下颜色存在深浅区别来便于识别方向，而当时的 Portal RTX 是统一颜色的，诸如此类，在正式发行的版本中，像传送门等问题就得到了解决，见下图：

由于采用了完全光线追踪的路径跟踪，并且反弹次数达到了 4 次，游戏对性能的需求还是比较高的。

Portal RTX 测试场景

根据我的实测，在 4K 分辨率下，GeForce RTX 3080 基本上是底线，而 RTX 4080、RTX 4090 则明显流畅很多，这得益于 Ada 架构更强的光线追踪算力以及 SER、OMM 等特性的加持，当然，如果将分辨率调低到 2560x1440 的话，3000 系列还是可以比较爽的，1920x1080 则可能需要 2080 Ti 级别。

作为免费更新的 Portal RTX 的游戏性和趣味性依然是当年那个 Portal 所能带来的，但是现在它变得更现代、更逼真，让玩家能充分体验新显卡带来的全新画面体验。

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