OPPO要在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)光線追蹤 是不是步子邁的大了點(diǎn)？

10月27日， 2021 OPPO開發(fā)者大會(ODC21)在上海召開，會議的主題是“開放互融 致善創(chuàng)新”。在會上，OPPO除了介紹了以ColorOS為核心的用戶泛服務(wù)外，還在技術(shù)論壇上分享了光線追蹤、異構(gòu)計(jì)算、小布虛擬人等一系列技術(shù)方案。

其中，光線追蹤與游戲行業(yè)的關(guān)系是比較大的。OPPO光線追蹤基于Vulkan API，后者在今年出臺了首個(gè)光追工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為行業(yè)提供了能夠跨平臺、跨手機(jī)、跨軟件使用的解決方案。當(dāng)然，人們必然會疑惑：即使在高配電腦和次世代主機(jī)上，光追依然是個(gè)非常消耗性能的高級特效。前景雖好，但距離普通玩家真正享受到全光追的游戲還尚需時(shí)日。現(xiàn)在小小的移動(dòng)平臺也要上光追，是不是步子邁的大了點(diǎn)?而且就算支持了光追，考慮到極大的性能消耗，光追又有怎樣的施展空間呢?

在翻閱了OPPO這次的技術(shù)文檔后，我們發(fā)現(xiàn)這事兒雖然和大家想象中的“全光追游戲”不一樣，但相比主機(jī)和PC，移動(dòng)平臺上的光追，確實(shí)有其特殊的用處，這給了開發(fā)者一些取巧的路徑。

首先在技術(shù)層面，由于功耗墻的存在，移動(dòng)平臺上的光追表現(xiàn)，必然不可能等同于上百瓦的桌面級顯卡。手機(jī)廠商既然沒有天頂星人科技，也沒挖到威震天。所以，移動(dòng)平臺的光追，首先是建立在務(wù)實(shí)基礎(chǔ)上去操作的。

這種務(wù)實(shí)可以體現(xiàn)在兩個(gè)方面，其一，是采用混合渲染的形式。目前在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)全光追渲染等于天方夜譚，但如果傳統(tǒng)光柵渲染+部分光線追蹤，就有可能兼顧效果和性能，讓手機(jī)也跑出更好的畫面。

目前游戲基本上都采用光柵技術(shù)，可以高速渲染大規(guī)模復(fù)雜場景。光柵技術(shù)中最常用是光照烘焙，就是把3D的光影效果預(yù)先“烘焙”到2D貼圖上，省去了大量的實(shí)時(shí)演算，除此之外還有環(huán)境光遮蔽、屏幕空間反射這些大型游戲常見特效。但是光柵化算法無法有效處理某些復(fù)雜的反射和折射效果，畫面觀感始終受影響。

但也正是因?yàn)楣鈻偶夹g(shù)成熟，消耗資源少，在傳統(tǒng)光柵渲染的基礎(chǔ)上增加光追效果，便成為一種可行的方案。根據(jù)OPPO的相關(guān)技術(shù)人員介紹，他們會選擇局部來進(jìn)行光影提升，讓手機(jī)的算力帶得動(dòng)，且不會對原有的渲染管線進(jìn)行大改動(dòng)，以提高兼容性。

這個(gè)思路與當(dāng)前次世代主機(jī)的“部分光追”有點(diǎn)異曲同工。但如果把思路拓寬一些，局部光追還有一些更針對手游的使用場景。比如很多手游都有自定義皮膚和捏臉界面，因?yàn)樵谶@種時(shí)候不需要高幀數(shù)，可以用光追來提升角色的外觀和皮膚質(zhì)感，由此帶來的畫面觀感提升會非常明顯。

另外，要推動(dòng)光追的應(yīng)用，上下游的軟硬件廠商合作必不可少。OPPO目前已經(jīng)與Unity游戲引擎、Vulkan API、游戲開發(fā)商、以及主流芯片廠商建立了合作，基于業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)，軟硬件協(xié)同推進(jìn)，一起解決商用落地所面臨的適配和兼容難題，而這些都不是光喊喊口號就能實(shí)現(xiàn)的。

在理想情況下，未來OPPO或許能為開發(fā)者提供光追的開源接口，在設(shè)計(jì)過程中，開發(fā)者可以在游戲引擎層面實(shí)現(xiàn)“在OPPO 手機(jī)上自動(dòng)打開光追”的功能，以便直接優(yōu)化已有場景。從某種程度上說，這種差異化的平臺優(yōu)化，有了一些主機(jī)競爭的調(diào)調(diào)——雖然都叫游戲機(jī)，但即便是同一個(gè)游戲，體驗(yàn)也各不相同。之后手機(jī)上這種現(xiàn)象也會普遍起來：雖然各家產(chǎn)品都叫手機(jī)，但用戶玩游戲的時(shí)候，卻也有了微妙的差異，一些特定的優(yōu)化和功能，會成為某些品牌的獨(dú)占賣點(diǎn)。

但需要強(qiáng)調(diào)的是，光追在移動(dòng)平臺的應(yīng)用，可不止游戲這一個(gè)領(lǐng)域。

這可能與很多玩家的直覺相悖，畢竟這些年光線追蹤的各種宣傳都與游戲牢牢綁定，似乎是一項(xiàng)為游戲而生的技術(shù)(雖然光追最早應(yīng)用于電影工業(yè))。但移動(dòng)平臺有一個(gè)鮮明的特點(diǎn)，它的圖形化程度非常深，更依賴各種鮮明的動(dòng)畫和視覺表現(xiàn)，而只要涉及到視覺，光追就有其應(yīng)用的場景。

這是OPPO光追的另一個(gè)應(yīng)用場景，也可能是最接近手機(jī)用戶用戶體驗(yàn)的環(huán)節(jié)——光線追蹤技術(shù)可以應(yīng)用在3D動(dòng)態(tài)壁紙、影像濾鏡、AR等領(lǐng)域。

預(yù)計(jì)明年上半年，在支持光線追蹤的手機(jī)設(shè)備上，OPPO將提供光追接口，屆時(shí)除了游戲，用戶可能會看到手機(jī)里的一些功能也發(fā)生了變化，雖然大部分人可能并不知道是何種技術(shù)導(dǎo)致的這種變化，但普遍的體驗(yàn)應(yīng)該會是“更真實(shí)了”。比如展現(xiàn)不同光線反射效果的3D動(dòng)態(tài)壁紙，帶光線追蹤的光影人像濾鏡，以及在屏幕上更具真實(shí)視覺效果的天氣插件……

其中，光追在AR的應(yīng)用，也會帶來明顯的用戶體驗(yàn)提升。如今的AR程序，雖然能將3D建模投影到現(xiàn)實(shí)背景中，但在光影效果方面普遍欠缺交互，使得3D模型在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中格格不入(比如沒有影子)，代入感很受影響。在技術(shù)論壇現(xiàn)場，OPPO給觀眾展示了自家“小歐手辦”的AR光追技術(shù)演示，當(dāng)機(jī)器人投射到現(xiàn)實(shí)場景中的時(shí)候，由于可以實(shí)時(shí)反射周遭環(huán)境，整個(gè)效果有了很大的提升(下圖右)。可以說，帶有光線追蹤的AR，才算是真的做到了視覺上的身臨其境。

最后，說了這么多，相信你還有一個(gè)的疑惑——為什么是OPPO?

平日里，我們似乎很少聽到OPPO大張旗鼓宣傳什么“黑科技”。但其實(shí)OPPO的技術(shù)儲備并不少，頗有些發(fā)燒級的應(yīng)用(比如在高清愛好者心目中，OPPO曾經(jīng)的藍(lán)光播放器UPD-205一度是全球頂尖的發(fā)燒級設(shè)備)。綜合其在手機(jī)市場的地位來看，站出來推動(dòng)光追卻也是一件順理成章的事情。

一方面，OPPO手機(jī)的市場占有率非常高，用戶量巨大。目前ColorOS全球月活用戶數(shù)已達(dá)4.6億。在這個(gè)裝機(jī)規(guī)模下，軟硬件協(xié)同推動(dòng)新技術(shù)，將對行業(yè)會產(chǎn)生示范和引導(dǎo)作用。

另一方面，其實(shí)OPPO在游戲優(yōu)化方面歷來走在行業(yè)前列。前兩年玩《王者榮耀》的安卓玩家，很多都聽說過這款游戲?qū)PPO手機(jī)的優(yōu)化有多厲害。早在2017年，《王者榮耀》最早的多核多線程優(yōu)化就先實(shí)裝在了OPPO R11上的。以至于當(dāng)時(shí)很長一段時(shí)間，OPPO玩《王者榮耀》的幀數(shù)都要明顯領(lǐng)先同等紙面性能的手機(jī)，成為圈內(nèi)的一個(gè)常識。甚至騰訊后來的《王者榮耀》AR版也是和OPPO合作發(fā)布的。

如今，OPPO要探索一步的移動(dòng)游戲技術(shù)了，短期內(nèi)應(yīng)該不會太直接影響到市場和現(xiàn)行產(chǎn)品。但是，有時(shí)候潤物細(xì)無聲的技術(shù)反而更容易得到普及，接下來，就是等時(shí)間來催化技術(shù)的影響力了。