在進入5G時代之后,聯發科開始全面發力,從初露鋒芒的天璣1000系列到后來大力推進5G普及的天璣900、天璣800,再到去年成功殺入旗艦市場的天璣9000,聯發科幾年的時間里,不斷完善5G芯片的市場布局,覆蓋了從入門機型到旗艦機型所需要的產品,并受到了諸多手機廠商和消費者的青睞。乘著5G的“東風”,截止到2022年第二季度,聯發科已經連續8個季度占據著全球智能手機AP/SoC芯片組出貨量榜首的位置。

而在不斷進行產品布局,引領全球市場的背后,是技術的不斷革新在提供著強有力的支撐,最近,聯發科舉行的天璣旗艦技術溝通會上再次秀了一波“肌肉”,展示了包括移動光追、移動GPU增效方案、AI圖像語義分割、5G新雙通、Wi-Fi7、高保真藍牙音頻多項5G移動平臺的全新的技術和前沿趨勢,作為一個游戲玩家,我個人這非常關注的就是面向移動端的光線追蹤技術,這已經不是它們首次提到它,在此前的幾年中聯發科一直都有在積極布局這個面向次時代手游的技術。
看準趨勢逐步夯實移動光追
說到光線追蹤,相信不少PC游戲玩家都不陌生,目前的很多主流和高端顯卡都支持了光線追蹤,并且適配了不少的游戲,更加真實的光影效果讓游戲畫面質量得到了進一步的提升,甚至可以說讓游戲煥然一新,為玩家帶來了更加出色的游戲體驗。在近些年,移動游戲憑借著更為靈活的體驗形式和更低的上手門檻,成為了越來越多用戶必備日常休閑娛樂方式。隨著GPU性能的不斷提升以及廣大玩家對于游戲畫質的更高追求,游戲技術逐步由端游向手游遷移,這無疑加快了移動端游戲體驗顛覆的步伐,在移動游戲中加入光追成為未來的一種發展趨勢,甚至將引發移動游戲畫面和體驗的質變。
聯發科則很早的洞察到了這種發展趨勢,早早的開始在移動光追領域進行布局。在2020年12月聯發科便開始提前布局VulkanRayQuery技術方案,次年1月份發布的旗艦芯片天璣1200/1100所搭載的新一代MediaTekHyperEngine3.0游戲優化引引入了光線追蹤(RayTracing)技術,要將PC級游戲渲染科技帶進移動終端,聯發科從此便開啟了它們在移動端光線追蹤技術上的道路,并開始進行推進。

同年的6月份的GDC(全球游戲開發者大會)上,聯發科攜手ARM、騰訊游戲共同發布了基于VulkanRayQuery技術實現的移動端實時光線追蹤技術演示,向開發者全球開發者與游戲玩家展示了在MaliGPU上移動光線追蹤技術所生成的超炫畫面。借助聯發科的光線追蹤SDK解決方案,可以讓更多的游戲開發者利用新技術升級沉浸式游戲體驗,讓移動端的光線追蹤技術不僅僅停留在支持,而是努力讓它先在開發層面實現落地,與行業合作伙伴密切合作,構建移動光追技術生態。
10月份的時候,聯發科正式推出了Vulkan擴展的移動端光線追蹤SDK解決方案,它是提供了創建核心光線追蹤功能的途徑,包括路徑追蹤、屏幕空間光線追蹤陰影、多重反射和任意表面反射等,并且兼容Khronos定義的行業圖形標準,讓PC游戲開發人員能夠輕松遷移到移動平臺,為移動設備帶來更逼真的沉浸式游戲體驗。OPPO則在月底的ODC上展示了與聯發科合作推出的移動光追技術,通過實機演示方式PC端上的次時代游戲畫質在手機上得以呈現,可以看到在光追技術的加持下,畫面在光線的折射、反射以及陰影方面都更加真實,盡管還無法在消費市場實現真正的落地,但這無疑是移動端光線追蹤技術邁出的重要一步。

布局移動光追擬真情境三部曲
今年1月,Vulkan1.3標準正式發布,支持VulkanRaytracingAPI,標志著移動GPU的光追技術將加速普及,并覆蓋更廣泛的內容類型,而聯發科在2020年便開始RayQuery則可以與之實現無縫的技術銜接,這讓看準趨勢并提前進行布局的聯發科擁有了先發的優勢。
ARM則在6月底的時候帶來了全新的GPU產品Immortalis-G715,除了性能和能效上的提升外,與天璣9000上所使用的Mail-G710通過軟件層對光線追蹤技術提供支持不同的是,它全面支持硬件級移動光追,在光線追蹤技術上提供硬件加速功能,支持更復雜、更真實的場景應用。而在本次的技術溝通會上,聯發科也透露,將會推出對應的產品,這也就意味著聯發科的下一代天璣旗艦處理器將會與此前三星和AMD打造的Exynos2200一樣,成為支持硬件級光線追蹤的移動平臺。

基于對RayQuery技術的提前布局,以及和ARM等行業伙伴的深度合作,聯發科在這次的技術溝通會上也透露了它們接下來的動作,開始布局移動光追擬真情境三部曲,通過硬件加速,實現實時的移動光追效果,讓體驗進一步的升級。這三部曲包括光追軟陰影、反射效果和全局光照技術,具體來說,光追軟陰影是通過光追實作軟陰影效果,讓物體根據光線強弱、光源距離產生或強或弱的陰影效果;光追反射效果則是人眼最能直接感知的,透過實時呈現的光追反射畫面,帶來更加真實的游戲沉浸感;全局光照技術則是直接和間接光源的結合與交互,搭配環境算法讓場景細節更加真實。

此外,面向開發者和硬件廠商,聯發科與評測工具廠商聯合推進移動光追生態發展,比如幫助開發者測試游戲中光追的各項性能和效果等等,可以說聯發科是移動光追技術發展的見證者和重要推動者。

可以說,聯發科在技術標準、硬件支持和生態建設三個維度都下了非常大的功夫,與行業伙伴積極的進行合作,推動移動光線追蹤技術的發展,引領了移動端圖形發展趨勢。
努力落地生根才能開花結果
當然,盡管聯發科在移動光追技術上已經布局多年,但距離在消費端實現落地仍然面臨一些問題。我個人覺得其中之一讓性能和功耗達到一個平衡,與PC端上的顯卡可以盡可能的追求性能部不同,移動端的GPU則在保障性能的同時,更加注重能效的控制,畢竟這關系到手機的續航時間。相信不少玩PC游戲的小伙伴都會知道,不同的畫質以及是否開啟光追都對于顯卡性能的需求都是不同的,即便是其它畫面設置一樣,在開啟光線追蹤后,對于游戲幀率的影響是蠻大的。
這讓我想起來當年英偉達剛剛在RTX20系列顯卡上帶來光線追蹤功能時,雖然一些主流級別的顯卡硬件上支持光追,但到了實際游玩時,卻很難達到預期的效果,畫面質量和幀率都是問題,只有在高端和旗艦級別的顯卡上才能獲得相對好的體驗,這也就意味著需要更強的性能、更高的功耗以及更大的發熱。
所以移動端的光線追蹤既要保障硬件上能為光追提供足夠的性能,讓幀率達到玩家可以接受的范圍,同時還要控制好發熱在設備的可控范圍內,以及很重要的一點就是控制能效,讓電量的消耗在一個合理的范圍內,因為即便前面的畫質幀率都達到了,但玩一小時光追游戲就要消耗超50%電量,這是手機廠商和消費者都難以接受的。這次的溝通會上,聯發科也展示了移動GPU增效方案布局,聯發科將其比作了一個金字塔從底層硬件,包含從硬件上的性能和能效提升、生態發展、平臺軟件優化、自研算法等不同維度布局技術,從底層硬件最通向用戶體驗,簡單說就是所有的技術布局最終的目的都是服務于用戶。不斷地提升GPU的能效對于未來光線追蹤的落地起著非常重要的作用。

其中我覺得有一項技術是未來移動端光線追蹤的一個“好伙伴”,那就是游戲超分,其實在之前的天璣9000上,聯發科就已經支持了游戲超分(GameAI-SR),它和英偉達的DLSS類似,在我看來稍有不同的是,DLSS是在盡量不降低畫質的同時帶來更高的幀率,而游戲超分(GameAI-SR)則是在提供接近原圖畫質和幀率的同時,盡可能的降低功耗,就像我們剛才提到的那樣,移動端更加側重能效。

游戲超分(GameAI-SR)的工作原理簡單說就是由GPU先渲染出分辨率比手機屏幕略低的畫面,從而降低GPU的渲染負載,然后交給獨立的APU基于深度學習算法來獨立完成放大、銳化、抗鋸齒,利用AI技讓最終呈現的畫面接近原圖的畫質,這其實也要得益于聯發科APU的高能效,這里就不多說了。我覺得未來移動端很可能是光追+超分變率技術會有一種捆綁在一起的感覺,就像像在英偉達的光追和DLSS技術一樣。
其二則是需要有相關的內容支持,這就需要相關的應用和游戲廠商基于當前的硬件和以及開放的標準來進行開發和適配,盡管聯發科在去年就面向開發者、游戲廠商等推出了Vulkan擴展的移動端光線追蹤SDK解決方案,但這僅過去了1年的時間,雖然有了相關的實機演示,但畢竟目前正式的行業標準剛剛確定,硬件級的光追剛剛出現不久,現階段能否在消費級游戲市場正式落地,我暫時還要畫上一個問號,不過至少現在看一切都正在朝著好的方向發展。
我個人的感覺是,明年會手機廠商和游戲廠商進行嘗試,成為一個差異化的競爭點,但大范圍落地的可能性不會很大,英偉達在剛剛推出光追時其實也只有一小部分游戲支持,之后再慢慢擴展的。
當然,無論是聯發科、ARM等上游廠商還是手機廠商、游戲和應用廠商都需要盡快推動手機光追的商業化,足夠多的應用層才能真正意義上推動移動光線追蹤這顆新種子落地,然后在移動游戲這片沃土上生根發芽,最后開花結果。要避免走上當年VR的老路,熱潮來得快但退的也快,在產品層面需要不斷優化的同時,相關的應用和內容同樣需要跟上,落實到用戶的體驗上,而不是空談技術和概念,這樣才能得到平穩健康的發展。
寫在最后
在我看來,從一年多前MediaTekHyperEngine3.0游戲優化引布局了光線追蹤(RayTracing)技術到推出Vulkan擴展的移動端光線追蹤SDK解決方案,并與行業合作伙伴帶來實機演示,算是聯發科對移動端光線追蹤布局的第一階段,讓種子成功落地;而從行業標準確定和ARM的硬件級光追出現到聯發科著手布局布局移動光追擬真情境三部曲,則進入了第二階段,這個階段可能要持續到技術在消費市場落地,讓一部分用戶真真切切的感受到移動光追所帶來的不同,讓這顆種子在土壤中成功生根發芽,而從今年年底到明年乃至后年,這段時間是聯發科能否依靠提前布局移動光追的優勢,引發游戲體驗的質變的關鍵時期;后面第三階段則是,在不斷進行技術迭代升級的同時,與行業合作伙伴一起去推廣,開出漂亮的花,吸引更多人的關注;最后一個階段則是等它結出果實,體驗收獲的喜悅。“發哥”提前播下的這顆種子,能否生根發芽,開花結果,讓我們拭目以待吧。