10年流行的手遊是《憤怒的小鳥》《忍者切水果》。
10年後的今天流行的手遊是《王者榮耀》《和平精英》《原神》。
10年間主流手遊最大的改變來自於畫面畫質的改變。隨著手機配置越來越高，手機遊戲的畫質有更多的空間放飛自我，甚至開始向PC看齊，這也是會出現《原神》這種橫跨手機、PC、主機多平臺遊戲的原因之一。
但是手遊進步的同時，端遊的畫質也在進步。近幾年間，得益於光線追蹤技術，《我的世界》、《賽博朋克2077》、《看門狗：軍團》等PC、主機遊戲營造的虛擬世界，除了遊戲自身的可玩性，遊戲畫面也因此變得更為震撼和沉浸。
那麼有沒有一種可能，讓手機遊戲也跑一個光追，獲得能夠媲美PC級別的遊戲畫質呢？
有。
讓畫面更為逼真和寫實
光追，全名為光線追蹤，這個名字來自於英文“Ray Tracing”， 不過真正讓光追概念走進千家萬戶的還是英偉達在2018年推出的新款“煤氣灶”——RTX20系列顯示卡。之前由於硬體效能不夠，光追主要用於電影、動畫等不需要實時渲染的影視領域。
在圖形渲染的過程中，光追是用來確定不同元素可見性的渲染方法。它的原理是從玩家的視角發射出一道光線，打到螢幕上的某個點上，然後光線根據反射面的表面特點，進行反射、折射、吸收等計算，進而構建出更逼真的畫面。
例如主角在鏡子面前刷牙，天花板上的燈光照在臉上，透過面板反射的光會再度反射到鏡子、牆壁等物體上，然後這些物體又會在進行一輪反射，最終將光線多次反射的畫面送達到使用者的眼中。光線追蹤就是想模擬這個情景，追蹤每條光線的傳播行為。
目前實現光線追蹤主要有兩種方式：
一個是光線追蹤實時渲染
，模模擬實光線的傳播行為，給很多光影效果的模擬提供巨大的便利，在物體陰影上，在鏡面反射的內容表現上，光線追蹤都能以很自然地方式去模擬。相對的，但由於需要實時計算光線反射，重複計算量大，對硬體效能有著非常高的要求。
左邊為光柵化的原理，右邊是光線追蹤路徑
另一個是光柵渲染
，查出畫面中哪些畫素需要渲染，然後用GPU按需要對畫素渲染計算即可，相當於一個蘿蔔一個坑，在同一時間裡只要計算一次即可，減少記憶體傳輸。不過為了更逼真的渲染效果，光柵渲染需要使用非常複雜的演算法和大量的中間渲染物件來模擬高階效果，這就涉及到演算法的複雜性和記憶體管理問題，增加了渲染器的編寫和維護難度。
值得注意的是，上述兩種方法並非對立，可以共存應用，現在PC平臺上支援光追的遊戲大多是兩種渲染技術混合實現，相輔相成。
可以看到，PC端開啟光追之後的遊戲畫面會有更為貼近真實生活的光線效果，在鏡面較多的場景會有更為明顯的對比。但也因為如此，有些光追場景不一定會如想象般更亮，也有可能會更暗，例如在光源較少的遊戲場景。
所以開啟光追之後，是可以讓遊戲畫面更為震撼、逼真和寫實。或許是出於同樣的原因，現在手機行業有意將光追的功能引到智慧手機上。
“手機遊戲端遊化”
光追出現在電腦遊戲領域是因為硬體效能上升，同樣的事情其實也發生在手機處理器上。
近幾年，隨著手機處理器GPU以及異構計算能力的逐年提升，“手機遊戲端遊化”的概念越來越多地被廠商提起。但是手機和PC不一樣，前者有非常嚴苛的功耗約束，即便搭載一顆效能強勁的旗艦晶片，也不一定敢讓其火力全開，自然也不可能近乎隨心所欲地調整功率，而且受限於手機空間大小，像PC那樣安排散熱也不太現實。
相比PC激進的效能和硬體搭配，智慧手機則有點反其道行之。例如華為和榮耀的GPU Turbo、高通的VRS可變幀率渲染等，都是在保證遊戲效能的前提下，儘可能降低系統負擔。
但在這樣一個前提下在手機上引入光追，會帶來什麼樣的體驗或者說如何實現，實際上是很有意思的話題。
既然硬體級光追渲染門檻太高，那就走軟體。
在2019年，網易聯合華為在《遇見逆水寒》上實現了光線追蹤，當時介紹了兩種光追特效的應用，即軟陰影、磨砂鏡面反射。在官方的演示影片中，開啟光追之後較原來的畫面會有比較明顯的差別。
最重要的是開啟光追後的功耗，根據網易的幻燈片，在實現同樣的反射效果時，實時光線追蹤的耗電和效能表現都要比光柵化更出色。
例如在這個照鏡子的場景中，《遇見逆水寒》使用的光線追蹤和光柵渲染時的每一幀耗電分別是15。84mA19。04mA，但是當場景中有多個鏡面的時候，光線追蹤和光柵渲染時的每一幀耗電分別是19。7mA和63。43mA。
儘管對比PC來說，上述場景並不複雜，甚至有點簡陋，但畢竟是在手機上實現的。當時這段演示是基於麒麟990平臺，這款晶片的GPU模組是 660MHz 的 ARM Mali-G76 MP16，效能僅相當於桌上型電腦Radeon RX 5700 XT 的5%不到。
所以《遇見逆水寒》的實現方式大機率是以軟體方式解決，直接使用GPU的通用計算單元來實現光追，而不是像RTX那樣透過硬體光追核心加速實現。
之後在2021年，天諭手遊透過整合華為的HMS Core Scene Kit，突破了實時光線追蹤技術在移動平臺上的算力侷限，實現了60fps、1080p的高幀率，高畫質表現。這意味著，開啟光追之後，依然可以有出色的遊戲體驗。
天諭手遊+華為光線追蹤渲染技術
儘管無法與PC平臺相媲美，這至少說明在旗艦手機上已經可以實現初步的實時光線追蹤處理。現在智慧手機光追除了技術發展，同時又開始越來越趨於平臺化，讓儘可能多的開發者參與到光追的開發。
2020年12月15日，Khronos Vulkan光線追蹤工作小組——TSG，Tay Tracking Task Sub Group宣佈推出新版本的Vulkan SDK，光追渲染API被正式納入其中。
2021年10月14日，聯發科正式推出基於Vulkan擴充套件的移動端光追SDK解決方案並與ARM和騰訊遊戲共同實現了移動端實時光線追蹤技術的首次演示。
這兩個SDK都是對外開源，基於Vulkan 的開源光追技術在業界標準上相容了更多裝置，同時也方便開發者接入。但是這並不代表手機廠商可以等現成，相反還有不少事情要做。
OPPO光線追蹤演示
在去年OPPO開發者大會上，OPPO也推出了自己的光追渲染技術，既然已經有開源技術方案，手機廠商為什麼還要開展光追技術研究？
首先，除了基於Vulkan的SDK，其他遊戲引擎廠商例如Unity，也會推出自己的光追引擎，不同的遊戲開發商會根據不同的遊戲引擎開發遊戲，勢必會形成不同層次的光追效果、效能要求、功耗要求；其次，遊戲開發後要對接不同效能層面的手機晶片平臺。
如果手機廠商不下場研究，恐怕難以平衡、調校由於不同遊戲引擎、不同效能晶片造成的體驗差異，所以反而更需要廠商儘快瞭解手機光追對晶片的基本要求。
另外，手機廠商對於光追的把握其實也會反哺到遊戲廠商身上。光追很好，但是對於遊戲廠商來說未必是一個高性價比的選擇，因為做了可能因為硬體效能不夠感知不強，可能還會影響到手機遊戲本身的執行，在現實中他們會採用更加保守的策略。
如果手機廠商對光追有足夠的把握，使用者可以從中感受到光追帶來的體驗升級，讓遊戲廠商有利可圖，自然也有更大的驅動力去對遊戲進行升級，甚至可以讓廠商與遊戲廠商一起推動遊戲引擎運營、開發升級，最終落實到硬體層面上，打造一個較為統一的行業標準，帶動全行業受益，讓手機光追不僅僅是一頁PPT，而是隨手開啟一個遊戲就能感受到的體驗升維。
手遊需要光追嗎？
在最初的思路中，我以為這會是一個靈魂提問，人有時候是需要一個強硬的理由說服自己需要這件新事物，但是在長期的思想鬥爭中，我完成了思想閉環。
“我玩手遊需要光追嗎？”這個問題的回答則取決於手機廠商、遊戲開發者能夠提供何種光追遊戲效果，是否會影響高畫質、高幀數的前提。從更為宏觀的角度來看，生產決定需求，當光追的“生產”到位了，“需求”自然就會順利地開啟。
但是聯想到現實中，這個思想閉環似乎又有一點崩塌的危險，因為目前國產手機廠商在效能方面有更重要的事情要做。在兩年前，《王者榮耀》、《崩壞3》渲染畫質是可以達到1080P，甚至1080P+，但是今天部分手機為了平衡功耗和發熱，遊戲渲染解析度恐怕只有720P，當然這也不能全怪手機廠商，畢竟就只有一碗飯，你不吃也得吃。
所以，降低功耗和發熱，恐怕才是當前智慧手機先要解決的問題。相較之下，遊戲手機似乎更有條件去追求手機光追，這也未嘗不是遊戲手機區別於常規手機的方向之一。
當然，光追對於使用者來說，意義不止於遊戲，還可以用於提升系統的視覺效果，製作更華麗的主題或桌布，讓手機介面的精緻程度再上一個臺階。如果硬體效能足夠，自然也能用於AR、VR領域。
隨著之後手機處理器效能越來越強，光追或許會像曾經的高重新整理率一樣，逐步成為手機上的標配。但如果要這一天儘快到來，手機廠商還是要儘快解決手機光追的商業化，足夠多的應用層才能真正意義上推動手機光追的落地，讓儘可能多的使用者可以在手機端上感受光追帶來的新奇遊戲體驗。
