對(duì)于 PC 玩家而言，找到合適的圖形設(shè)置以實(shí)現(xiàn)流暢的游戲體驗(yàn)至關(guān)重要。 雖然如今顯卡驅(qū)動(dòng)程序通常會(huì)提供自動(dòng)調(diào)優(yōu)功能，但對(duì)于追求極致性能和畫面表現(xiàn)的玩家來說，手動(dòng)調(diào)整圖形選項(xiàng)仍然是必不可少的技能。
本文將為你介紹常見的 PC 游戲圖形選項(xiàng)及其作用，幫助您根據(jù)硬件配置和個(gè)人需求進(jìn)行設(shè)置優(yōu)化，從而獲得最佳的游戲性能和視覺效果。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
顯示器分辨率
顯示器分辨率是指構(gòu)成屏幕上顯示圖像的像素?cái)?shù)量，每個(gè)像素都是一個(gè)微小的彩色點(diǎn)，像素越多，圖像就越清晰銳利。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
下面是術(shù)語解釋：
- 像素 (Pixel): 數(shù)字圖像的基本單位，相當(dāng)于微小的彩色點(diǎn)。
- 分辨率 (Resolution): 排列成列和行的像素總數(shù)，這些像素共同創(chuàng)造了屏幕上的圖像。
常用顯示器分辨率按寬 x 高的格式表示：
- 1280 x 720 (720p): 這是許多高清顯示器的標(biāo)準(zhǔn)分辨率。
- 1920 x 1080 (1080p): 另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分辨率，也稱為全高清 (FHD)。
- 2560 x 1440 (1440p): 比 1080p 更高的分辨率，提供更清晰的圖像。
- 3840 x 2160 (4K): 這是一種具有更高分辨率的顯示器，擁有更多像素，從而帶來非常清晰的圖像。
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縱橫比 (Aspect Ratio):
縱橫比是指屏幕寬度與高度的比值。當(dāng)今大多數(shù)顯示器采用 16:9 的縱橫比，但也有一些顯示器采用 16:10 的縱橫比，或者像 21:9 這樣更寬的超寬屏顯示器。
上面提到的分辨率適用于 16:9 的顯示器，對(duì)于其他縱橫比的顯示器，分辨率會(huì)略有不同。例如，16:10 的顯示器分辨率可能為 1920 x 1200，而不是 1920 x 1080。
什么是 FPS？
想象一下游戲就像一系列動(dòng)畫單元格，每個(gè)單元格都是靜止的圖像，代表某個(gè)時(shí)間點(diǎn)。FPS（幀速率）就是指每秒生成圖像的數(shù)量。
它與刷新率不同，刷新率是指顯示器每秒更新的次數(shù)，單位是赫茲 (Hz)。1Hz 表示每秒一個(gè)周期，因此這兩種測(cè)量值很容易比較：60Hz 的顯示器每秒更新 60 次，而以 60 FPS 運(yùn)行的游戲應(yīng)該以相同的速率為其提供新的幀。
顯卡處理更龐大、更漂亮的畫面所需要的工作量越大，F(xiàn)PS 就越低。如果幀速率太低，幀畫面就會(huì)被重復(fù)顯示，玩家看到的畫面就會(huì)變得卡頓、斷裂，難以流暢觀看。競(jìng)技類游戲玩家為了降低輸入延遲，會(huì)追求高幀速率，但也可能因此出現(xiàn)畫面撕裂的問題；而追求極致畫質(zhì)的玩家則可能會(huì)滿足于 1440p 或 4K 分辨率下可玩的游戲幀速率。
目前最常見的目標(biāo)是 1080p/60 fps，不過 1440p、4K 和高于 120 的幀速率也同樣受到玩家青睞。理想的情況是擁有高刷新率顯示器 (120-144Hz) 并能匹配的幀速率。
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由于大多數(shù)游戲沒有內(nèi)置的基準(zhǔn)測(cè)試工具，因此衡量調(diào)整效果最方便的工具之一就是能夠顯示當(dāng)前幀速率的軟件。這里有幾個(gè)選擇：
- Steam Overlay: Steam 自帶的內(nèi)置疊加功能中提供了「啟用 FPS 顯示」選項(xiàng)，可以方便地查看游戲內(nèi)幀速率。
- 第三方工具: FRAPS: 這款老牌的幀速率檢測(cè)工具適用于許多游戲。 Riva Tuner Statistics Server (RTSS): 這是一款功能更強(qiáng)大的工具，可以顯示各種性能數(shù)據(jù)，例如幀速率、GPU 溫度等。
選擇合適的工具取決于您的需求。Steam Overlay 使用方便，但功能相對(duì)簡(jiǎn)單；FRAPS 適用于許多游戲，但界面可能略顯陳舊；Riva Tuner 功能強(qiáng)大，但配置稍顯復(fù)雜。
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什么是Vsync（畫面撕裂）？
當(dāng)顯示器的刷新周期和游戲的渲染周期不同步時(shí)，屏幕刷新可能發(fā)生在完成的幀之間切換的間隙。這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致圖像出現(xiàn)斷裂，即我們同時(shí)看到來自兩個(gè)或更多幀的部分內(nèi)容，這就是令人頭疼的 屏幕撕裂 (screen tearing) 問題。除了低幀率以外，它可以說是游戲畫面流暢性的頭號(hào)公敵。
解決屏幕撕裂問題的一種方法是 垂直同步 (vsync)。垂直同步通常作為圖形設(shè)置中的一個(gè)選項(xiàng)，它可以強(qiáng)制游戲在顯示器完成刷新周期之前停止更新畫面，從而避免幀畫面恰好在顯示器更新像素的中間發(fā)生交換。然而，垂直同步也并非完美解決方案，它會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)問題 - 輸入延遲 (input lag)。當(dāng)游戲幀率高于顯示器刷新率時(shí)，垂直同步反而會(huì)增加輸入延遲。
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G-Sync 與 FreeSync：告別畫面撕裂和卡頓的方案
之前討論到的問題本質(zhì)上源于顯示器擁有固定刷新率的限制。試想一下，如果顯示器的刷新率能根據(jù)游戲幀率實(shí)時(shí)變化，那么既可以消除畫面撕裂，同時(shí)還能避免使用垂直同步帶來的卡頓和輸入延遲問題，豈不完美？
幸運(yùn)的是，現(xiàn)在還真有兩款技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，不過它們都需要兼容的顯卡和顯示器才能發(fā)揮作用。
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- G-Sync (Nvidia): Nvidia 推出的 G-Sync 技術(shù)可以讓顯示器的刷新率與游戲幀率實(shí)時(shí)同步，從而消除畫面撕裂并降低輸入延遲。
- FreeSync (AMD): AMD 對(duì)應(yīng)的 FreeSync 技術(shù)也具有相同的原理，可以實(shí)現(xiàn)顯示器刷新率與游戲幀率的同步。
過去，F(xiàn)reeSync 顯示器只能配合 AMD 顯卡使用，而 G-Sync 顯示器則僅限于 Nvidia 顯卡。但如今，一些顯示器同時(shí)兼容 G-Sync 和 FreeSync 技術(shù)，可與 AMD 和 Nvidia 顯卡均搭配使用。不過，只有 Nvidia 顯卡才能在 G-Sync 顯示器上享受可變刷新率功能。
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縮放利器：分辨率調(diào)整
在過去，游戲常提供一個(gè)叫做“渲染分辨率”的設(shè)置。通過該選項(xiàng)，玩家可以在保持顯示器分辨 率不變的情況下，調(diào)整游戲內(nèi)部的渲染分辨率。
- 上采樣 (Upscaling): 當(dāng)渲染分辨率低于顯示器分辨率時(shí)，游戲就會(huì)將畫面進(jìn)行上采樣以適應(yīng)顯示器顯示。
- 下采樣 (Downsampling): 一些游戲（比如《Mordor 的影子》）允許將渲染分辨率設(shè)置為高于顯示器分辨率，此時(shí)游戲就會(huì)使用下采樣技術(shù)將畫面縮小到顯示器分辨率。
由于渲染分辨率決定了顯卡需要處理的像素?cái)?shù)量，因此它對(duì)游戲性能的影響最大。這就是為什么主機(jī)游戲通常在 1080p 分辨率下運(yùn)行，但實(shí)際上渲染分辨率可能更低的原因 - 通過降低渲染分辨率，主機(jī)可以流暢運(yùn)行游戲的同時(shí)加入更多炫酷的畫面特效。
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英偉達(dá) DLSS 技術(shù)解析：利用深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)卓越畫質(zhì)
英偉達(dá)推出了一項(xiàng)名為深度學(xué)習(xí)超級(jí)采樣 (DLSS) 的技術(shù)，旨在利用遠(yuǎn)超以往抗鋸齒和上采樣技術(shù)的強(qiáng)大功能，讓 GeForce RTX 系列顯卡用戶獲得絕佳的游戲畫面體驗(yàn)。
DLSS 需要依托于英偉達(dá)圖靈架構(gòu) (Turing architecture) 中集成于顯卡核芯的 AI 加速 Tensor 核心才能發(fā)揮作用。簡(jiǎn)單來說，DLSS 利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析渲染場(chǎng)景的多維特征，并智能地融合來自多幀的細(xì)節(jié)，從而構(gòu)建出高質(zhì)量的最終圖像。與傳統(tǒng)抗鋸齒技術(shù) (如 TAA) 相比，DLSS 使用更少的輸入樣本，同時(shí)避免了諸如透明物體和其他復(fù)雜場(chǎng)景元素所帶來的算法難題。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
DLSS 技術(shù)不斷更新迭代，最初版本使用 GPU 加速算法來上采樣游戲畫面，相比于傳統(tǒng)的抗鋸齒技術(shù)，效率更高，效果也更出色。
- DLSS 1.0: 與傳統(tǒng)抗鋸齒技術(shù)相比，在畫面上采樣方面僅有輕微優(yōu)勢(shì)。
- DLSS 2.0: 引入了全新的時(shí)序反饋技術(shù)，可提供更銳利的圖像細(xì)節(jié)以及更穩(wěn)定的幀間畫面表現(xiàn)。這項(xiàng)名為“幀生成”的技術(shù)結(jié)合了深度學(xué)習(xí)和 TAA 技術(shù)，通過超級(jí)采樣技術(shù)本質(zhì)上對(duì)幀與幀之間的像素進(jìn)行平均處理，從而提升畫面保真度。
- DLSS 3.0: 專用于英偉達(dá) 40 系列 GPU，結(jié)合了 DLSS 超級(jí)分辨率、Nvidia Reflex 和 DLSS 幀生成技術(shù)，其中幀生成是該版本的一大革新之處。這項(xiàng)由 AI 驅(qū)動(dòng)的幀生成技術(shù)依賴于 Ada Lovelace 架構(gòu)的光流加速器 (OFA) 以及第三代 Tensor 核心。
- DLSS 3.5: 引入了光線重構(gòu)技術(shù)，該技術(shù)適用于整個(gè) RTX 系列而非僅僅 40 系列顯卡。這項(xiàng)技術(shù)將利用 AI 取代圖形渲染管線中的降噪器，并與傳統(tǒng)的超級(jí)分辨率上采樣工作流程協(xié)同工作。
移除標(biāo)準(zhǔn)降噪器可以帶來輕微的性能提升，但與以往的技術(shù)相比，整體圖像保真度的提升才是最顯著的差異。
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什么是 FSR？
FSR 代表 FidelityFX Super Resolution，是 AMD 對(duì)應(yīng)英偉達(dá) DLSS (深度學(xué)習(xí)超級(jí)采樣) 技術(shù)的解決方案。兩者都旨在提高 PC 游戲的圖像質(zhì)量和性能。
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以下是 FSR 的摘要：
FSR 的功能:
- FSR 使用畫面縮放技術(shù)以較低分辨率渲染游戲畫面，然后將其智能放大到顯示器的原生分辨率。
- 這可以降低顯卡的負(fù)載，從而提高性能 (允許獲得更高的幀率)。
- 在某些版本中，F(xiàn)SR 還使用幀插值技術(shù)創(chuàng)建新幀并改善圖像流暢度。
FSR 的優(yōu)點(diǎn):
- 性能提升: 通過降低圖形處理負(fù)載，F(xiàn)SR 使您即使在性能較弱的硬件上也能以更高的幀率玩游戲。
- 更清晰的視覺效果: 盡管經(jīng)過畫面縮放，F(xiàn)SR 通?？梢员３謭D像銳利清晰，尤其與傳統(tǒng)畫面縮放方法相比。
- 廣泛兼容性: FSR 是一種基于軟件的解決方案，因此兼容更廣泛的顯卡 (包括 AMD 和 Nvidia GPU)。
FSR 的版本:
- FSR 已經(jīng)歷了幾次迭代，每一次都帶來了改進(jìn)： FSR 1.0: 初始版本專注于基本的畫面縮放。FSR 2.0: 引入了時(shí)間濾波，改善了圖像質(zhì)量。FSR 3.0 (最新版本): 提供兩種模式 - 僅縮放 (類似于 FSR 2.0) 和縮放并生成幀 (類似于英偉達(dá)的 DLSS) 以獲得更流暢的視覺效果。FSR 3.1 (即將推出): 預(yù)計(jì)將進(jìn)一步減少閃爍等偽影。
與 DLSS 的對(duì)比:
- DLSS 和 FSR 都旨在實(shí)現(xiàn)類似的目標(biāo)，但工作方式不同。DLSS 利用英偉達(dá) RTX 系列 GPU 上的專用 AI 硬件 (Tensor Core)，而 FSR 基于軟件，兼容更廣泛的硬件。
- DLSS 有時(shí)可以提供更好的圖像質(zhì)量，但 FSR 通常也能接近，尤其是在后來的版本中。
總之，F(xiàn)SR 是 AMD 的一項(xiàng)強(qiáng)大畫面縮放技術(shù)，可顯著提升 PC 游戲的性能并改善圖像質(zhì)量。對(duì)于想要以更高幀率玩游戲且又不愿在視覺保真度上犧牲太多的玩家來說，F(xiàn)SR 是一個(gè)很棒的選擇。
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抗鋸齒 (Anti-Aliasing) 技術(shù)詳解
當(dāng)使用方形像素繪制斜線時(shí)，它們的銳利邊緣會(huì)產(chǎn)生鋸齒狀的階梯效果。這種難看的外觀（以及其他瑕疵）被稱為鋸齒 (aliasing)。如果分辨率足夠高，這將不是問題，但現(xiàn)階段顯示器技術(shù)尚未能做到這一點(diǎn)，因此我們必須使用抗鋸齒技術(shù)來進(jìn)行補(bǔ)償。
有多種抗鋸齒技術(shù)，其中超級(jí)采樣 (SSAA) 可以很好地解釋這個(gè)過程。它的工作原理是，以高于顯示器分辨率的更高分辨率渲染畫面，然后將其壓縮回顯示分辨率。在上一頁中，您可以看到將《Mordor 的影子》從 5120 x 2880 降采樣到 1440p 所產(chǎn)生的抗鋸齒效果。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
考慮一下瓦楞屋頂上的一個(gè)像素。它是橙色的，旁邊是代表多云天空的像素，它是淺藍(lán)色的。它們彼此相鄰，會(huì)在屋頂和天空之間形成堅(jiān)硬、鋸齒狀的過渡。但是，如果您以四倍分辨率渲染場(chǎng)景，那么單個(gè)橙色屋頂像素就會(huì)變成四個(gè)像素。其中一些像素是天空的顏色，另一些則是屋頂?shù)念伾?。如果我們?nèi)∵@四個(gè)值的平均值，就會(huì)得到一個(gè)介于兩者之間的值。對(duì)整個(gè)場(chǎng)景執(zhí)行此操作，過渡就會(huì)變得柔和。
這至少是抗鋸齒技術(shù)的基本原理。雖然超級(jí)采樣看起來效果非常好，但它需要極高的計(jì)算量。您需要以兩倍或更高的分辨率渲染每一幀畫面，即使使用高端顯卡，也很難在 2560x1440 分辨率的顯示器上運(yùn)行超級(jí)采樣。這就是為什么存在更多高效的替代方案：
- 多重采樣 (MSAA): 比超級(jí)采樣效率更高，但仍然需要較高的計(jì)算量。這通常是老游戲中的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)選項(xiàng)，下方的視頻對(duì)此進(jìn)行了非常簡(jiǎn)單的解釋。
- 覆蓋率采樣 (CSAA): Nvidia 的 MSAA 高效版本?，F(xiàn)在已經(jīng)很少見了。
- 自定義濾鏡 (CFAA): AMD 的 MSAA 高效版本?，F(xiàn)在也已經(jīng)很少見了。
- 快速近似抗鋸齒 (FXAA): 與分析 3D 模型 (例如 MSAA，它查看多邊形邊緣的像素) 不同，F(xiàn)XAA 是一種后處理濾鏡，這意味著它適用于整個(gè)渲染后的場(chǎng)景，并且效率非常高。它還可以捕捉 MSAA 遺漏的紋理內(nèi)部邊緣。由于幾乎沒有性能開銷，因此它是許多現(xiàn)代游戲中的默認(rèn)設(shè)置，但它往往會(huì)漏掉許多鋸齒。
- 形態(tài)抗鋸齒 (MLAA): 可用于 AMD 顯卡，MLAA 也跳過渲染階段并處理幀，尋找鋸齒并將其平滑化。正如 Nicholas Vining 所解釋的那樣：“形態(tài)抗鋸齒會(huì)查看邊緣鋸齒的形態(tài) (即圖案)；對(duì)于每組鋸齒，它都會(huì)計(jì)算一種消除鋸齒并讓人眼愉悅的方法。它通過將邊緣和鋸齒分解成一組小的形態(tài)運(yùn)算符集（比如俄羅斯方塊），然后對(duì)每個(gè)俄羅斯方塊使用特殊的混合類型來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。” 可以通過 Catalyst 控制面板啟用 MLAA。
- 增強(qiáng)型子像素形態(tài)抗鋸齒 (SMAA): 另一種后處理方法，描述為將 MLAA 與 MSAA 和 SSAA 策略結(jié)合在一起。您可以通過 SweetFX 應(yīng)用它，許多現(xiàn)代游戲也原生支持此方法。
- 時(shí)間抗鋸齒 (TAA 或 TXAA): TXAA 最初在 Nvidia 的開普勒和更高版本 GPU 上受支持，但現(xiàn)在已經(jīng)可以使用更一般的時(shí)序抗鋸齒形式，通常簡(jiǎn)稱為 TAA。TAA 會(huì)將前一幀與當(dāng)前幀進(jìn)行比較以查找邊緣并幫助消除鋸齒。這是通過各種濾鏡完成的，可以幫助減少邊緣上的“爬行”運(yùn)動(dòng)，看起來有點(diǎn)像行軍螞蟻。然而，它并不能清除顯示器內(nèi)部的實(shí)際螞蟻。您可能應(yīng)該扔掉那個(gè)顯示器。
Vining 再次解釋道：“這里的想法是，我們期望幀與幀之間看起來非常相似；用戶不會(huì)移動(dòng)太多。因此，在沒有太大變化的地方，我們可以從上一幀獲取額外的信息，并將其用于增強(qiáng)我們可用于執(zhí)行抗鋸齒的信息。”
- 多幀抗鋸齒 (MFAA): 引入于 Nvidia 的 Maxwell GPU。MSAA 采用固定模式進(jìn)行采樣，而 MFAA 允許使用可編程采樣模式。Nvidia 在下方的視頻中簡(jiǎn)單解釋了 MSAA 和 MFAA 的區(qū)別。
抗鋸齒設(shè)置幾乎總是包含一系列數(shù)值：2x、4x、8x 等。這些數(shù)字指的是所采集的顏色樣本數(shù)量，通常數(shù)字越高，抗鋸齒的精度就越高 (也越耗費(fèi)計(jì)算資源)。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
選擇哪種抗鋸齒技術(shù)取決于您顯卡、偏好和性能需求
最佳抗鋸齒技術(shù)的選擇取決于以下幾個(gè)因素：
- 顯卡性能: 如果您的顯卡性能較弱，優(yōu)先選擇性能消耗較低的抗鋸齒技術(shù)。
- 個(gè)人偏好: 有些玩家更看重畫質(zhì)，即使?fàn)奚恍┬阅芤部梢越邮埽欢行┩婕覄t更看重流暢度，會(huì)選擇輕微鋸齒但幀率更高的方案。
- 性能需求: 您是想優(yōu)先獲得更高的畫質(zhì)還是更高的幀率？
這里是一些建議：
- 追求幀率: 如果幀率對(duì)您更重要，那么 FXAA 是一個(gè)非常棒的選擇，因?yàn)樗軒砹己玫目逛忼X效果同時(shí)性能消耗極低。
- 使用 RTX 顯卡: 如果您擁有 Nvidia RTX 系列顯卡，并且您正在玩的游戲支持 DLSS，那么強(qiáng)烈建議嘗試使用 DLSS。DLSS 利用 RTX 顯卡的 Tensor Core 進(jìn)行 AI 運(yùn)算，可以提供最佳的畫質(zhì)和性能平衡。
- 老游戲: 對(duì)于一些老游戲，您可能需要進(jìn)行一些嘗試才能找到適合的抗鋸齒設(shè)置，權(quán)衡畫質(zhì)和性能達(dá)到最佳效果。
- 超級(jí)采樣 (SSAA): 如果您的顯卡性能足夠強(qiáng)勁，您可以嘗試使用超級(jí)采樣 (SSAA) 來替代游戲內(nèi)置的抗鋸齒選項(xiàng)。SSAA 會(huì)以高于顯示器分辨率的更高分辨率進(jìn)行渲染，然后縮小到顯示器分辨率，能帶來非常好的畫質(zhì)，但是非常消耗性能。
需要注意的是，強(qiáng)制覆蓋游戲設(shè)置可能會(huì)帶來未知的問題，建議在游戲本身提供的選項(xiàng)中進(jìn)行選擇。
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雙線性過濾與三線性過濾：讓紋理更細(xì)膩
紋理過濾處理的是如何將紋理（二維圖像和其他數(shù)據(jù)）顯示在三維模型上。三維模型上的像素并不一定直接對(duì)應(yīng)紋理上的一個(gè)像素（為了清晰，這里稱為紋素），因?yàn)槟梢詮娜魏尉嚯x和角度查看模型。因此，當(dāng)我們想知道像素的顏色時(shí)，我們會(huì)找到它對(duì)應(yīng)的紋理上的點(diǎn)，從附近的幾個(gè)紋素上采集一些樣本，然后進(jìn)行平均。
最簡(jiǎn)單的紋理過濾方法是雙線性過濾，它所做的就是：當(dāng)像素落在紋素之間時(shí)，它會(huì)對(duì)最近的四個(gè)紋素進(jìn)行采樣以找到其顏色。
引入mipmapping 技術(shù)后，會(huì)帶來新的問題。比如說，你站的地面由龜裂的混凝土制成。如果你低頭直視，你會(huì)看到一個(gè)清晰的大型混凝土紋理。但是當(dāng)你望向遠(yuǎn)方，這條路退向地平線時(shí)，如果我們只看到幾條像素的路，那么從高分辨率紋理中采樣就沒有意義了。為了提高性能（并且防止出現(xiàn)鋸齒，Austin 注），游戲會(huì)在不損失太多畫質(zhì)的情況下為遠(yuǎn)距離物體使用較低分辨率的紋理（稱為 mipmap）。
當(dāng)沿著這條混凝土路向下看時(shí)，我們不希望看到一個(gè) mipmap 結(jié)束另一個(gè) mipmap 開始的地方，因?yàn)檫@會(huì)出現(xiàn)明顯的畫質(zhì)差異。雙線性過濾不會(huì)在 mipmap 之間進(jìn)行插值，因此這種跳躍是可見的。三線性過濾通過同時(shí)從兩個(gè) mipmap 中取樣來解決這個(gè)問題，從而使 mipmap 之間的過渡更加平滑。
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各向異性過濾：讓斜角紋理更清晰
三線性過濾有所改善，但地面看起來仍然模糊不清。這就是我們使用各向異性過濾的原因，它可以顯著提高斜角觀察時(shí)的紋理質(zhì)量。
為了理解這一點(diǎn)，可以將一個(gè)正方形窗口（3D 模型的像素）和正后方的磚墻紋理可視化。光線穿過窗戶，在墻上形成一個(gè)正方形。這就是我們針對(duì)此像素的采樣區(qū)域，它在各個(gè)方向上都是相等的。使用雙線性過濾和三線性過濾時(shí)，紋理總是這樣采樣的。
如果模型也直接在我們面前，垂直于我們的視線，那很好，但如果它傾斜了呢？如果我們?nèi)匀徊蓸右粋€(gè)正方形，那么我們做錯(cuò)了，一切都會(huì)變得模糊?，F(xiàn)在想象一下磚墻紋理已經(jīng)傾斜遠(yuǎn)離窗戶。光束會(huì)變成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的梯形，在紋理上覆蓋的垂直空間比水平空間多得多。這就是我們應(yīng)該為此像素進(jìn)行采樣的區(qū)域，粗略地類比，這就是各向異性過濾所考慮的。它會(huì)根據(jù)我們查看 3D 物體的角度，按一個(gè)方向（就像我們傾斜墻壁一樣）縮放 mipmap。
這是一個(gè)難以理解的概念，我必須承認(rèn)我的類比并不能很好地解釋實(shí)際的實(shí)現(xiàn)過程。如果您想了解更多細(xì)節(jié)，可以參考 Nvidia 的解釋。
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各向異性過濾詳解：讓斜角紋理更清晰
各向異性過濾 (AF) 的數(shù)值設(shè)定雖然使用 2x、4x、8x 和 16x 等級(jí)，但它們并不直接代表采樣數(shù)量，而是另有含義。
- 功能: 各向異性過濾會(huì)根據(jù)觀察角度縮放各個(gè)方向的細(xì)節(jié)紋理 (mipmap)，從而改善斜角觀察時(shí)的紋理清晰度。
- 數(shù)值: 這些數(shù)值表示應(yīng)用各向異性過濾的最高角度“陡峭程度”。1x (無縮放) - 不啟用各向異性過濾2x - 與 1x (標(biāo)準(zhǔn)過濾) 相比，將針對(duì)兩倍陡峭角度的紋理應(yīng)用各向異性過濾。4x - 與 1x 相比，將針對(duì)四倍陡峭角度的紋理應(yīng)用各向異性過濾 (以此類推)。
- 性能影響: 與抗鋸齒等選項(xiàng)相比，各向異性過濾的性能影響通常較小。舉例來說，使用《生化奇兵：無限》的測(cè)試工具，將過濾級(jí)別從雙線性過濾提高到 16x 各向異性過濾，平均幀率僅下降了 6%。
- 效率: 隨著數(shù)值設(shè)定越高，性能提升的效果會(huì)逐漸減弱，因?yàn)樾枰獞?yīng)用強(qiáng)力過濾的極端視角紋理越來越少。
簡(jiǎn)單來說:
- 較高的各向異性過濾數(shù)值 (例如 16x) 可以提升銳角紋理的清晰度，但性能影響輕微。
- 數(shù)值設(shè)定表示的是應(yīng)用更強(qiáng)過濾的最高角度，并不是采樣數(shù)量。
選擇哪種畫質(zhì)預(yù)設(shè)取決于您的硬件和需求
游戲畫面質(zhì)量預(yù)設(shè)通常包括 "低", "中", "高", "超高" 等選項(xiàng)，但這些選項(xiàng)所影響的具體設(shè)置在不同游戲中可能會(huì)有所不同?？傮w而言，選擇更高的畫質(zhì)預(yù)設(shè)會(huì)提升游戲畫面的復(fù)雜性和特效，但從 "低" 調(diào)到 "高" 可能意味著改變一系列的畫面參數(shù)。
例如，提高陰影質(zhì)量可能會(huì)帶來以下變化：
- 增加陰影分辨率
- 啟用柔和陰影和硬陰影
- 增加陰影可見距離等等
這些改動(dòng)都會(huì)顯著影響游戲性能。
由于不同游戲優(yōu)化的差異，并沒有一種快速的方法可以確定最適合您電腦的畫質(zhì)設(shè)置。通常需要進(jìn)行一些測(cè)試才能找到最佳設(shè)置。這里建議您可以：
- 參考 Nvidia 或 AMD 的推薦設(shè)置作為初始值。
- 嘗試逐步提高紋理、光照、陰影等畫質(zhì)選項(xiàng)。
- 同時(shí)留意游戲幀率，確保游戲流暢運(yùn)行。
通過這種方法，您可以找到既能保證畫面質(zhì)量又能流暢運(yùn)行游戲的最佳畫質(zhì)預(yù)設(shè)。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
環(huán)境光遮蔽 (Ambient Occlusion) 帶來更真實(shí)的陰影效果
環(huán)境光 (Ambient lighting) 會(huì)使場(chǎng)景中的所有物體都暴露于均勻的光照下，就像是晴天一樣，即使在陰影中，也會(huì)散布一定量的光線。環(huán)境光通常與定向光 (directional light) 配合使用來創(chuàng)建景深效果，但單獨(dú)使用會(huì)顯得平坦。
環(huán)境光遮蔽 (Ambient Occlusion, AO) 則是一種通過確定場(chǎng)景中哪些部分不應(yīng)該暴露于那么多環(huán)境光照來改善這一效果的技術(shù)。它不像定向光源那樣投射硬陰影，而是通過加深內(nèi)部和縫隙區(qū)域來添加柔和的陰影，使畫面更加真實(shí)。
屏幕空間環(huán)境光遮蔽 (Screen Space Ambient Occlusion, SSAO) 是環(huán)境光遮蔽的一種近似方法，常用于實(shí)時(shí)渲染中，并且在過去幾年里逐漸成為游戲中的普遍技術(shù) (首次用于 Crysis 游戲)。SSAO 的效果有時(shí)會(huì)顯得有些不自然，比如讓物體周圍出現(xiàn)一層深色的“反光暈”。但有時(shí)候，它也能有效地增加場(chǎng)景的深度感。所有主流游戲引擎都支持 SSAO，其效果好壞取決于具體的游戲和實(shí)現(xiàn)方式。
環(huán)境光遮蔽的改進(jìn)版本包括 HBAO+ 和 HDAO 等。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
高動(dòng)態(tài)范圍 (HDR) 圖像讓游戲畫面更逼真
高動(dòng)態(tài)范圍 (HDR) 技術(shù)近年來在攝影領(lǐng)域廣受追捧。這里的范圍指的是圖像的亮度范圍，也就是圖像所能表現(xiàn)的最暗和最亮的程度。HDR 的目標(biāo)是讓圖像的最暗區(qū)域和最亮區(qū)域都擁有豐富的細(xì)節(jié)。
低動(dòng)態(tài)范圍的圖像通常會(huì)在圖像的亮區(qū)顯示大量細(xì)節(jié)，但是在陰影部分則丟失所有信息，反之亦然。
過去，游戲畫面明暗范圍通常限制在 8 位色深 (只有 256 個(gè)亮度值)，但是自從 DirectX 10 出現(xiàn)之后，128 位的 HDR 圖像 (HDRR) 變得成為可能。不過，HDR 效果仍然受到顯示器對(duì)比度限制。目前沒有用于測(cè)量對(duì)比度的標(biāo)準(zhǔn)方法，但 LED 顯示器通常標(biāo)注的對(duì)比度為 1000:1。
然而，顯示器所能表現(xiàn)的亮度范圍通常低于 HDR 圖像本身的亮度范圍。這并不會(huì)讓 HDR 技術(shù)毫無意義，但它確實(shí)意味著您在游戲畫面中看到的 HDR 效果可能弱于經(jīng)過專業(yè)調(diào)校的顯示器上看到的 HDR 照片效果。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
Bloom 效果：讓游戲燈光更顯耀眼
Bloom（綻放）是一種常被過度使用的效果，旨在模擬明亮光線溢出邊緣的方式，使光源看起來比實(shí)際更亮（顯示器亮度畢竟有限）。Bloom 效果用得好可以提升畫面表現(xiàn)力，但很多時(shí)候廠商會(huì)濫用這種效果，讓遠(yuǎn)處的油燈看起來像核爆現(xiàn)場(chǎng)一樣。值得慶幸的是，大多數(shù)游戲都提供關(guān)閉此效果的選項(xiàng)。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
上方的截圖（如果亮瞎了你的雙眼，我深表歉意）來自《Syndicate》，該游戲可能是濫用 Bloom 效果最著名的例子之一。
運(yùn)動(dòng)模糊 (Motion Blur)
運(yùn)動(dòng)模糊是一種后期處理效果，旨在模擬現(xiàn)實(shí)生活中當(dāng)您轉(zhuǎn)動(dòng)頭部或物體快速移動(dòng)到您眼前時(shí)產(chǎn)生的模糊效果。它通過在動(dòng)畫的每個(gè)幀中輕微模糊物體的邊緣來實(shí)現(xiàn)，模仿相機(jī)傳感器捕捉運(yùn)動(dòng)的方式。
運(yùn)動(dòng)模糊的解析：
- 目的： 模擬更逼真的速度和運(yùn)動(dòng)感，尤其是在高速下。
- 實(shí)現(xiàn)： 作為后期處理效果應(yīng)用，在游戲渲染每個(gè)幀之后。
- 性能影響： 可能會(huì)導(dǎo)致幀速率 (FPS) 略微下降。
- 用戶偏好： 一些玩家更喜歡它以獲得更身臨其境的體驗(yàn)，而另一些玩家則不喜歡模糊效果，并選擇禁用它以獲得更好的清晰度和更高的幀速率。
運(yùn)動(dòng)模糊的常見用途：
- 賽車游戲： 非常依賴運(yùn)動(dòng)模糊來營造您在賽道上馳騁時(shí)的速度感。
- 第一人稱射擊游戲： 可以巧妙地用于增強(qiáng)快速動(dòng)作過程中的運(yùn)動(dòng)感。
總而言之，運(yùn)動(dòng)模糊是一種個(gè)人喜好。 在游戲中打開和關(guān)閉它進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，看看您是否覺得它增加了體驗(yàn)感還是降低了體驗(yàn)感。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
景深 (Depth of Field) 在游戲中的運(yùn)用
景深（Depth of Field，DOF）最初來自攝影領(lǐng)域，是指圖像中清晰的部分與模糊部分之間的距離范圍。例如，在拍攝人像時(shí)，使用淺景深可以讓人物面部清晰，而頭發(fā)后部和背景則逐漸模糊。而使用大景深拍攝的照片，則從人物的鼻子到遠(yuǎn)處的建筑物都保持清晰。
在游戲中，景深通常僅指模糊背景的效果。類似于運(yùn)動(dòng)模糊，它模擬了游戲中的“眼睛”是相機(jī)，并創(chuàng)造出一種電影般的畫質(zhì)。景深的效果會(huì)根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式顯著影響游戲性能。在性能強(qiáng)勁的電腦上，景深開啟帶來的性能下降可能微乎其微，但在性能一般的電腦上，開啟景深可能會(huì)帶來明顯的影響（例如，文章提到的測(cè)試中，開啟景深后，游戲幀率下降了 21%）。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
光線追蹤 (Ray Tracing) - 讓游戲畫面更逼真！
光線追蹤是一種模擬游戲內(nèi)光照效果的技術(shù)。與以往烘焙光照到游戲模型上的方法不同，光線追蹤技術(shù)會(huì)模擬真實(shí)光線的運(yùn)行軌跡，使其能夠動(dòng)態(tài)地響應(yīng)移動(dòng)物體。這種技術(shù)能夠顯著提升游戲畫面的真實(shí)感，比如更逼真的反射、折射、陰影以及整體光照效果，但同時(shí)也可能極大地降低游戲幀率 (FPS)。
顯卡廠商近年來一直在致力于改進(jìn)光線追蹤技術(shù)，并取得了顯著成效。例如，將光線追蹤與 Nvidia 的 DLSS 技術(shù)和幀生成技術(shù)結(jié)合使用，可以讓玩家在開啟光線追蹤的情況下獲得更高的游戲幀率。
以下是用更簡(jiǎn)單的語言解釋光線追蹤的原理：
想象一下陽光照射到一個(gè)物體上，會(huì)反射到周圍的環(huán)境中。光線追蹤技術(shù)模擬了這一過程，即追蹤光線從光源出發(fā)，與物體表面碰撞后反射或折射的路徑，最終計(jì)算出落在場(chǎng)景中各個(gè)位置的光照強(qiáng)度和顏色。
光線追蹤的優(yōu)點(diǎn)：
- 更加逼真的光照效果，帶來身臨其境的視覺體驗(yàn)
- 帶來更真實(shí)的陰影效果，讓物體看起來更立體
- 更加逼真的反射和折射效果，比如水面的倒影或玻璃的透視效果
光線追蹤的缺點(diǎn)：
- 對(duì)顯卡性能要求非常高，可能會(huì)導(dǎo)致游戲幀率下降
- 目前尚處于發(fā)展初期，并不是所有游戲都支持光線追蹤
光線追蹤是一項(xiàng)不斷進(jìn)步的技術(shù)，能夠顯著提升游戲畫面的真實(shí)感。隨著技術(shù)的進(jìn)步，光線追蹤的性能消耗將會(huì)逐漸降低，未來將在游戲中扮演更加重要的角色。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
路徑追蹤 (Path Tracing) - 更精細(xì)的光線追蹤技術(shù)
路徑追蹤是一種用于增強(qiáng)游戲場(chǎng)景光照效果的技術(shù)。它結(jié)合了光線追蹤和其他方法來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)光照和反射效果。路徑追蹤的效果越先進(jìn)，游戲畫面就越逼近真實(shí)照片。隨著顯卡性能的提升，路徑追蹤變得越來越普遍和實(shí)用。
與光線追蹤的區(qū)別：
- 光線追蹤模擬光線從光源發(fā)出的路徑，計(jì)算光線與物體表面的碰撞后產(chǎn)生的反射或折射，并最終確定場(chǎng)景中各個(gè)位置的光照強(qiáng)度和顏色。
- 路徑追蹤在光線追蹤的基礎(chǔ)上，加入了更多的模擬手段，例如模擬光線在場(chǎng)景中多次反彈 (bounce) 的過程，從而實(shí)現(xiàn)更加真實(shí)復(fù)雜的照明效果 (比如陰影的細(xì)微變化、物體之間接光的影響等等)。
相比于光線追蹤，路徑追蹤的
- 優(yōu)點(diǎn)： 能夠?qū)崿F(xiàn)更逼真、更細(xì)膩的光照效果
- 缺點(diǎn)： 對(duì)顯卡性能要求更高，計(jì)算過程更加復(fù)雜
路徑追蹤是光線追蹤的一種高級(jí)形式，通過更加復(fù)雜的計(jì)算帶來更真實(shí)的畫面表現(xiàn)。但同時(shí)也對(duì)硬件性能要求更高。隨著圖形技術(shù)的發(fā)展，路徑追蹤有望在游戲中扮演更加重要的角色。
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圖像銳化：讓游戲畫面更清晰
圖像銳化 (Image Sharpening) 顧名思義，可以提升游戲畫面的銳利程度。這項(xiàng)技術(shù)通常作用于模型邊緣和紋理細(xì)節(jié)處，讓畫面看起來更加清晰明快。它屬于后期處理效果，通常不會(huì)顯著影響游戲性能。
圖像銳化可以改善以下方面：
- 模型邊緣的鋸齒感
- 紋理細(xì)節(jié)的模糊感
總體而言，圖像銳化是一種性價(jià)比很高的畫質(zhì)提升選項(xiàng)，因?yàn)樗梢詭砜刹煊X的畫質(zhì)提升，同時(shí)對(duì)性能影響輕微。
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全局光照 (Global Illumination) - 讓游戲燈光更真實(shí)
全局光照是一種用于模擬游戲場(chǎng)景中所有光照效果的技術(shù)，包括直接光照和間接光照。
- 直接光照: 來自光源本身的光線，例如太陽光、燈泡的光芒等。
- 間接光照: 經(jīng)過物體表面反射或折射后照射到其他物體的光線。
現(xiàn)實(shí)世界中的光照并不是簡(jiǎn)單的直線傳播，光線會(huì)與物體表面進(jìn)行交互，產(chǎn)生復(fù)雜的反射和折射，從而使場(chǎng)景中的一些區(qū)域即使沒有直接光源也能被照亮。全局光照技術(shù)正是模擬了這一真實(shí)的光照現(xiàn)象。
全局光照的好處：
- 更加逼真的光照效果，讓游戲畫面更具沉浸感。
- 改善陰影效果，陰影更加柔和自然。
- 提升材質(zhì)表現(xiàn)力，可以使物體材質(zhì)的細(xì)節(jié)更加清晰地展現(xiàn)出來。
全局光照的挑戰(zhàn)：
- 計(jì)算復(fù)雜，對(duì)顯卡性能要求較高。
- 實(shí)時(shí)光照 (Real-time Global Illumination) 更加耗費(fèi)性能，可能會(huì)導(dǎo)致游戲幀率下降。
- 預(yù)烘焙光照 (Pre-baked Global Illumination) 效率更高，但是畫面細(xì)節(jié)會(huì)相對(duì)固定，難以適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的場(chǎng)景。
全局光照是一項(xiàng)不斷進(jìn)步的技術(shù)，能夠顯著提升游戲畫面的真實(shí)感。隨著硬件性能的提升，實(shí)時(shí)光照將變得更加普遍，讓游戲的光照效果更加逼真、動(dòng)態(tài)。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
游戲細(xì)節(jié)層次 (Level of Detail) 優(yōu)化游戲性能
游戲畫面中的物體細(xì)節(jié)會(huì)隨著距離遠(yuǎn)近而發(fā)生變化，這就是「細(xì)節(jié)層次」 (Level of Detail, LoD) 發(fā)揮作用的地方。
- 距離攝像機(jī)越遠(yuǎn)的物體，使用的細(xì)節(jié)層次就越低，所占用的多邊形數(shù)量也越少。
- 游戲中的「細(xì)節(jié)層次」設(shè)定決定了攝像機(jī)距離物體多近時(shí)才會(huì)啟用更高細(xì)節(jié)的模型。
簡(jiǎn)單來說：
- 遠(yuǎn)處物體使用低細(xì)節(jié)模型，降低運(yùn)算量。
- 靠近攝像機(jī)的物體使用高細(xì)節(jié)模型，畫面更精細(xì)。
調(diào)整「細(xì)節(jié)層次」設(shè)定可以幫助提升游戲幀率。雖然現(xiàn)代圖形處理器可以處理大量多邊形，但游戲優(yōu)化的水平也會(huì)影響性能表現(xiàn)。例如，在《城市天際線 2》中，將「細(xì)節(jié)層次」調(diào)到最低，幀率可以提升近 10fps。
細(xì)節(jié)層次的優(yōu)化方式：
- 遠(yuǎn)處使用更簡(jiǎn)單的幾何圖形替代復(fù)雜模型。
- 降低材質(zhì)紋理的分辨率。
- 減少陰影細(xì)節(jié)。
通過降低細(xì)節(jié)層次，游戲可以減少需要渲染的物體細(xì)節(jié)，從而提高性能表現(xiàn)。但是，細(xì)節(jié)層次過低也會(huì)讓畫面變得粗糙，影響游戲視覺效果。因此，需要找到平衡點(diǎn)，既能流暢運(yùn)行游戲，又能保持畫面質(zhì)量。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
視野范圍 (Field of View, FOV) 調(diào)節(jié)可視范圍
視野范圍 (Field of View, FOV) 指的是游戲內(nèi)玩家所能看到的游戲世界范圍，數(shù)值越高，可視范圍越大，所能看到的游戲世界也就越多。
FOV 的優(yōu)缺點(diǎn)：
- 優(yōu)點(diǎn)： 增加可視范圍，讓你能夠更早發(fā)現(xiàn)敵人或其他重要信息。 帶來更具沉浸感的游戲體驗(yàn)。
- 缺點(diǎn)： 可能會(huì)導(dǎo)致畫面畸變，出現(xiàn)“魚眼”效果。 在某些競(jìng)技類游戲當(dāng)中，調(diào)高 FOV 可能被認(rèn)為是一種作弊行為，因?yàn)榭梢詭硪曇皟?yōu)勢(shì)。
通常情況下，F(xiàn)OV 可以根據(jù)個(gè)人喜好進(jìn)行調(diào)整。 如果你喜歡更寬廣的視野和沉浸感，可以適當(dāng)調(diào)高 FOV。但是，也要注意避免畫面畸變以及競(jìng)技類游戲的規(guī)則限制。
需要注意的是：
- 并不是所有游戲都允許調(diào)整 FOV。
- 一些游戲競(jìng)技模式中可能禁用調(diào)整 FOV 功能，以保證公平競(jìng)技。
常見顯示器寬高比與 FOV 的搭配建議：
- 16:9 顯示器：建議 FOV 設(shè)置在 90-110 度之間
- 21:9 顯示器 (超寬屏)：建議 FOV 設(shè)置在 100-120 度之間
這些數(shù)值僅供參考，具體設(shè)置還是要根據(jù)個(gè)人習(xí)慣和游戲類型來微調(diào)。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
Gamma 值如何影響游戲畫面亮度
游戲設(shè)置中的 Gamma 值會(huì)影響游戲畫面的整體亮度。
- 增加 Gamma 值： 整體畫面會(huì)變亮，暗部細(xì)節(jié)會(huì)更加清晰，但亮部細(xì)節(jié)可能會(huì)丟失。
- 降低 Gamma 值： 整體畫面會(huì)變暗，亮部細(xì)節(jié)會(huì)更加清晰，但暗部細(xì)節(jié)可能會(huì)丟失。
Gamma 值本質(zhì)上并不是游戲內(nèi)真實(shí)亮度，而是一種顯示效果。調(diào)整 Gamma 值并不會(huì)改變游戲的光照系統(tǒng)， 而是通過改變顯示器顯示色彩的方式來影響整體的亮度感知。
Gamma 值的調(diào)整建議：
- 通常情況下，建議將 Gamma 值保持在默認(rèn)設(shè)置。
- 如果游戲畫面太暗，可以稍微調(diào)高 Gamma 值，改善暗部細(xì)節(jié)的可視性。
- 如果游戲畫面太亮，可以稍微降低 Gamma 值，讓畫面色彩更加飽滿。
- 調(diào)節(jié) Gamma 值時(shí)要注意避免畫面出現(xiàn)過曝 (亮部細(xì)節(jié)丟失) 或欠曝 (暗部細(xì)節(jié)丟失) 的情況。
需要注意的是：
- 不同的顯示器可能具有略微不同的默認(rèn) Gamma 值。
- 并非所有游戲都提供 Gamma 值調(diào)整選項(xiàng)。
總體而言，Gamma 值是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的設(shè)置， 可以根據(jù)個(gè)人喜好和游戲畫面實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)。
【干貨】常見的游戲圖形選項(xiàng)及其作用詳解
這些技術(shù)都能夠在一定程度上提升游戲畫面效果或游戲性能，但具體的效果和影響取決于游戲的具體實(shí)現(xiàn)和玩家的個(gè)人喜好。