真的有能開光追的手游了！自帶實(shí)機(jī)演示的那種，OPPO這次玩“大”了

楊凈 蕭簫 發(fā)自 凹非寺

量子位 報(bào)道 | 公眾號 QbitAI

手機(jī)上能玩到光追游戲了！

橋豆麻袋，你確定嗎？

眾所周知，光追渲染效果非常溜，哪怕鏡面反射、水面倒影以及陽光陰影都非常真實(shí)～

但算力要求巨大，PC端搞了這么多年，也未見有大規(guī)模擴(kuò)張的起色，移動端確定可以？？真的不是PPT？？

別著急，先來看看效果：

這是玩《使命召喚》手游的場景，可以看到車內(nèi)打破玻璃時，原本單薄黯淡的碎片，呈現(xiàn)出立體干凈的透明感（甚至有屏幕破碎的錯覺）。

建筑物的陰影不再像大片色塊硬生生“粘”在墻壁上，而是顯示出特有的朦朧。

而若細(xì)看游戲畫面，能發(fā)現(xiàn)面具的眼鏡片清晰反射出了建筑物輪廓：

還有金屬質(zhì)感的門，在光滑地板上反射出的鏡面效果：

好吧，眼見為實(shí)。

真機(jī)操作起來，游戲畫質(zhì)和幀率也完全沒有下降！

聽說，ColorOS（OPPO的移動端操作系統(tǒng)）還是首家真正把光線追蹤技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)能力落到移動終端上的系統(tǒng)，簡直是游戲畫面黨的福音~

在這之前，光追似乎還是個離我們挺遠(yuǎn)的技術(shù)，沒有顯卡就帶不動的那種。

究竟是從什么時候開始，手機(jī)上也能跑光追了？

被移動端“盯”上的光追

先來看看光追原理。

計(jì)算機(jī)在做特效、渲染圖片時，需要將現(xiàn)實(shí)中的光線散射、反射、折射等現(xiàn)象還原出來。

傳統(tǒng)的光柵化算法，選擇直接將光線照射的效果“粘”到物體表面，相當(dāng)于人眼看到的是許多張2D貼圖，并非真實(shí)的3D效果。

光追（Ray Tracing，光線追蹤）則不一樣，它會真實(shí)地追蹤每一條光線的軌跡，計(jì)算每個交點(diǎn)的反射、折射等效果，直到遍歷整張圖像。

因此，光追的優(yōu)勢在于渲染效果非常真實(shí)，往往能很好地還原一些光柵化忽略的效果，例如陰影和反光，以及這種水面倒影的變化情況：

最初，光追技術(shù)從電影業(yè)開始興起，像2009年的著名電影《阿凡達(dá)》就采用了光線追蹤技術(shù)。

隨后，卻遭遇了一段相當(dāng)長的瓶頸期，究其根本，是難以進(jìn)入更有落地空間的游戲領(lǐng)域。

因?yàn)橛螒虻奶厥庑?，光追渲染必?strong>實(shí)時完成，瞬時計(jì)算量非常大，對硬件性能要求極高。

一直到2018年，英偉達(dá)帶著RTX系列顯卡和DLSS等AI算法出現(xiàn)，才真正將光線追蹤技術(shù)在PC和主機(jī)上推向一波高峰。

各大游戲廠商們紛紛開始支持光線追蹤技術(shù)，包括《地鐵：離去(增強(qiáng)版)》、《賽博朋克2077》等著名游戲大作，宣傳時都將這項(xiàng)技術(shù)作為新賣點(diǎn)。

這波游戲光追的“火熱之風(fēng)”，自然也吹到了移動端上。2020年，隨著Vulkan正式支持光線追蹤API，移動端廠商也坐不住了。

BUT，移動端光追，并不是想落地就能落地的。

由于硬件體積嚴(yán)重受限，移動端相比PC端還要更難兼顧性能、掉電量和功耗（發(fā)熱）等游戲體驗(yàn)效果。

將光追落地到移動端，是認(rèn)真的嗎？

更實(shí)際的落地方案：混合渲染

事實(shí)上，這些年還真有不少廠商想過要將光追落地到移動端。

• Imagination GPU提出過相應(yīng)架構(gòu)，但幾乎沒有移動平臺使用方案；
• 手機(jī)廠商三星和華為也都宣稱自己有光追計(jì)劃，但都還沒落地；
• 聯(lián)發(fā)科也于近日和騰訊游戲、ARM一起推出了移動端光追SDK，但更多還是硬件層面的支持……

而在幾天前ODC21的開發(fā)者大會上，OPPO卻出乎意料，率先公布了基于ColorOS的移動端光線追蹤的技術(shù)方案，首次真正把光線追蹤技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)能力落到了移動終端上，還直接放出了真機(jī)演示，是可以現(xiàn)場試玩的那種。

ColorOS是OPPO基于安卓開發(fā)的手機(jī)操作系統(tǒng)，也是OPPO自研技術(shù)的“集大成者”。

實(shí)際上，移動端光線追蹤技術(shù)也僅是ODC21開發(fā)者大會中，ColorOS發(fā)布的“黑科技”之一。除此之外，他還提出了一個更大的“目標(biāo)”，期望建立以用戶為中心的泛在服務(wù)生態(tài)。

其特點(diǎn)是：可以讓人與設(shè)備間的交互更加自然無感，讓虛擬世界的真實(shí)渲染與現(xiàn)實(shí)趨于融合，讓多設(shè)備無縫互聯(lián)互通，和使服務(wù)體驗(yàn)隨人流轉(zhuǎn)。

光追技術(shù)就是支撐ColorOS實(shí)現(xiàn)泛在服務(wù)的三大技術(shù)之一，讓虛擬世界的真實(shí)渲染與現(xiàn)實(shí)趨于融合的關(guān)鍵。

據(jù)介紹，目前在開啟光追后，部分游戲場景中的幀率可以達(dá)到每秒30+幀，瞬時計(jì)算量能達(dá)到每秒20多兆光線：

從圖中可見，墻壁上展示的槍支和燈光倒影，在開啟光追之后才被顯示出來：

量子位也在現(xiàn)場試玩了一下，手感確實(shí)還不錯。

那么，ColorOS是如何做到率先將光線追蹤技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)能力落到移動終端的？

一方面，相比于死磕實(shí)時純光追計(jì)算，ColorOS選擇走一條更加實(shí)際的道路：混合渲染。

在初始場景中，ColorOS先采用光柵化完成整體渲染，再利用光追實(shí)時生成陰影和水面、玻璃和金屬等特殊材質(zhì)的真實(shí)倒影，既能在最明顯的地方展示光追效果，又能極大地降低光追計(jì)算量。

面對實(shí)時光追計(jì)算會產(chǎn)生噪點(diǎn)的情況，ColorOS自研了“無噪音模式”，在自動平衡算力和功耗的情況下，從技術(shù)上確保渲染時不出現(xiàn)噪點(diǎn)。

（通常來說，實(shí)時光追計(jì)算都會產(chǎn)生噪點(diǎn)，像英偉達(dá)就會采用DLSS等AI算法來進(jìn)行降噪）

另一方面，除了自研的混合渲染技術(shù)以外，ColorOS也與不少廠商展開了合作。

在游戲引擎上，除了計(jì)劃支持Unity引擎（這次的《使命召喚》手游就是基于Unity引擎制作的），ColorOS也計(jì)劃支持采用虛幻引擎的游戲廠商，將光追落地到更多游戲上；

在硬件架構(gòu)，ColorOS會與高通和聯(lián)發(fā)科等芯片廠商都進(jìn)行合作，并自研了相應(yīng)的異構(gòu)計(jì)算技術(shù)，確保光追在不同的硬件上都能得到最優(yōu)性能提升。

在這過程中，技術(shù)人員談到遇到不少難題。比如，部分游戲廠商使用了舊版本引擎，與最新光追方案有許多不兼容的地方，ColorOS必須進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)適配；又例如在針對硬件優(yōu)化時，也需要反復(fù)與廠商進(jìn)行磨合，針對性地提升光追在處理器上的運(yùn)行性能……

ColorOS將光追技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)能力落地到移動終端上后，預(yù)計(jì)明年上半年，也會把這項(xiàng)能力開放給開發(fā)者。

在畫質(zhì)這條路上越走越遠(yuǎn)

ColorOS做這件事情，意外么？

事實(shí)上，如果翻看ColorOS畫質(zhì)優(yōu)化歷史就會發(fā)現(xiàn)，這其實(shí)只是當(dāng)中一隅，甚至還是水到渠成地自然發(fā)生。

2018年，正值王者榮耀熱度高峰，OPPO率先聯(lián)手游戲商推出超高清畫質(zhì)技術(shù)，讓諸多畫面細(xì)節(jié)有了提升。

2019年，游戲體驗(yàn)得到進(jìn)一步升級，OPPO聯(lián)合高通開發(fā)Game Color Plus（超現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)畫質(zhì)）技術(shù)，《王牌戰(zhàn)士》《和平精英》《坦克世界》《斗破蒼穹》等幾款熱門游戲也加入畫質(zhì)增強(qiáng)隊(duì)伍。

緊接著就在第二年，O1超感畫質(zhì)引擎已廣泛應(yīng)用于各大視頻平臺，包括微信、QQ等視頻聊天功能，騰訊、芒果TV、微博、Bilibili等視頻應(yīng)用，以及抖音、快手、微視等短視頻應(yīng)用。

凡此過往，無一不表明ColorOS在手機(jī)畫質(zhì)這條路上越走越遠(yuǎn)，而剛剛推出的移動光追技術(shù)也將是手機(jī)畫質(zhì)的下一個標(biāo)準(zhǔn)。

從另一個維度看，移動光追還是市場導(dǎo)向、以用戶為中心的必然選擇。

今年是元宇宙元年，虛實(shí)融合相關(guān)的體驗(yàn)成為趨勢。

像虛擬購物、虛擬會議、虛擬演唱會等這些新形式連番登場，而且反響都還不錯。

比如，今年年初《堡壘之夜》的一場虛擬演唱會，就吸引了1070萬玩家的參與。這種方式還被業(yè)內(nèi)人士評價為“對元宇宙的驚鴻一瞥”。

但試想一下，如果未來元宇宙真如現(xiàn)實(shí)世界那般，擁有源源不斷的生命力、廣闊的應(yīng)用場景，那么真實(shí)性、沉浸感就是背后最大的技術(shù)需求。

移動光追技術(shù)，是目前看來最可行的解決方案之一，勢必少不了市場推動、廠商競逐。

技術(shù)內(nèi)因加上市場外因，ColorOS的這次選擇，也并不意外。

刷新技術(shù)形象

其實(shí)，當(dāng)我們連點(diǎn)成線時就會注意到，OPPO這兩年持續(xù)進(jìn)行著“技術(shù)輸出”，不斷刷新大家對他的固有形象。

這一點(diǎn)在ColorOS上尤為明顯。

除了技術(shù)直接露出，在側(cè)面的研發(fā)投入、生態(tài)布局等動向上，也都展現(xiàn)著它已經(jīng)不同往日。

創(chuàng)始人兼CEO陳明永透露，自2020年起三年內(nèi)，OPPO將持續(xù)投入500億元研發(fā)費(fèi)用，這些技術(shù)也都將會在ColorOS中呈現(xiàn)出來。

以前，ColorOS都是種不顯山不露水的隱形技術(shù)派。這一點(diǎn)與OPPO內(nèi)部技術(shù)理念不無關(guān)系。

OPPO研究院院長劉暢就表達(dá)過，科技公司真正的實(shí)力，不一定需要通過營銷和宣傳體現(xiàn)。而且OPPO內(nèi)部的技術(shù)理念，也不提倡把技術(shù)掛在嘴邊。

之于ColorOS，就是希望用戶有最好的體驗(yàn)，但不必知曉背后技術(shù)的復(fù)雜性，比如超級快充，又比如暗光成像。

但現(xiàn)在，隨著技術(shù)發(fā)展，更多開發(fā)者云集，一個新的服務(wù)生態(tài)圍繞ColorOS形成。

于是技術(shù)的那一面，再也藏不住了。

在今年ODC21開發(fā)者大會上，內(nèi)部的生態(tài)勢能公式也首次對外披露，其中技術(shù)就是最重要的一環(huán)。除了我們前面提到的移動端光線追蹤技術(shù)之外，可以體現(xiàn)泛在服務(wù)計(jì)算能力的，還有AI渲染技術(shù)和異構(gòu)計(jì)算。

AI渲染在ColorOS中體現(xiàn)出來的是Omoji功能，用戶可以在虛擬世界中擁有真實(shí)化身，與光追技術(shù)結(jié)合能夠讓虛擬的畫面更加逼真，呈現(xiàn)出真實(shí)感與趣味性，實(shí)現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實(shí)之間的完美融合。

異構(gòu)計(jì)算是ColorOS面向性能功耗優(yōu)化的系統(tǒng)級方案，可以把AI渲染和光追帶來的計(jì)算量提升，分發(fā)給不同架構(gòu)的硬件去計(jì)算，讓GPU與CPU協(xié)同工作，解決了功耗增加的問題。

所以，泛在服務(wù)生態(tài)的三大核心技術(shù)，都是這種技術(shù)驅(qū)動、生態(tài)勢能的產(chǎn)物。

至于移動光追，雖然看起來微不足道，甚至離我們有些遠(yuǎn)，但誰能想到，在全球手機(jī)廠商競逐、針尖跳舞的比拼中，ColorOS率先給出了答案。