作者丨畢安
編輯丨陸離
最近，萬眾矚目的《賽博朋克2077》已經發售了，然而，由於遊戲頂級的畫質，導致現在一大批主流顯卡集體陣亡，上次出現這樣的情況還是在14年底《刺客信條：大革命》問世的時候，而現在——當大部分玩家因為30系顯卡缺貨而望眼欲穿時——有的玩家製作了各種略帶調侃的對比圖，來嘲諷自己因配置不足而只能以最低特效運行遊戲的窘境。
不過，在嘲諷之餘，部分玩家卻對2077如此高的配置要求感到不解，難道加了光線追蹤畫面效果就是讓眾多顯卡難以高企的理由？
況且，這個光追效果還需通過各種「對比圖」才能仔細看出，所以很多理性玩家都在掂量：為了那麼點提升不甚明顯的畫質，花個幾千元升級配置，真的值得嗎？
其實，當下的「光線追蹤」技術與顯卡發展過程中邁過的許多檻一樣，雖然無法在當時迅速地為遊戲畫質帶來巨大的提升，然而卻在更長遠的時間裡為顯卡贏得了更大的發展空間。
為什麼這麼說？答案就藏在顯卡這幾十年來不斷演變的過程中。
其實，顯卡的結構雖然複雜，但運行原理卻很容易理解。我們在監視器上看到的圖像是由很多個小點組成的，這些小點稱為「像素」。在最常用的解析度設置下，屏幕顯示一百多萬個像素，電腦必須決定如何處理每個像素，以便生成圖像。為此，它需要一位「翻譯」，負責從CPU獲得二進位數據，然後將這些數據轉換成人眼可以看到的圖像。而這位負責將數據轉化為圖像的「翻譯」，就是顯卡。然而，這一看似簡單的步驟，卻耗費了人們數十年的光陰。如果問現在的90後一代，他們最早接觸的遊戲是什麼？很多人可能都會回想起《超級馬裡奧》這類童年經典，儘管在今天看來，那個身著水管工制服拯救公主的遊戲在畫面上相當粗糙和簡陋，但許多人也許不知道，對於顯卡誕生之初的那一代玩家而言，這樣的畫面已經算是有了長足的進步。上世紀80年代，在那個計算機技術飛速發展的時期，IBM在1981年推出兩種顯卡：單色顯卡(MDA)和彩色繪圖卡(CGA)。在當時，計算機的用途主要是文字數據處理，沒多少人想到會用電腦來玩遊戲，所以當時MDA的解析度只有可憐的720 X 350，這對於玩遊戲而言還是有點太勉為其難了，在如此薄弱的算力下，誕生於那個年代的遠古遊戲無一例外都只有2D圖像。對玩家而言，別說3D畫面，即使是一款少見的彩色遊戲，就已經足夠讓他們激動。這款名為《國王密使》的彩色遊戲，著實讓80年代的玩家驚豔了一把這是因為最早的顯卡類型只能認別出黑白兩色，隨著計算機技術的發展，PC上出現了一些和圖形相關的軟體，開始有人在PC上設計一些圖形。最早的就是CAD，那時的程式設計師們為了自己閒暇的消遣也開始編寫一些小遊戲，或是移植一些遊戲機上的Gam到PC上來。人們對於PC圖形界面的需求也越來越強烈，為此才出現了彩色顯卡。但是當時的製作工藝仍然無法滿足人們對於顯卡晶片的需求，因此顯卡依舊整合在主板上以一塊單晶片的方式來實現。而這等於是鎖死了顯卡的發展空間。不過，技術總是應需求而生，當許多遊戲製作商發現，無論他們將2D的遊戲畫面雕琢得再怎麼精緻也無法吸引審美疲勞的玩家的時候，一場圖形顯示領域的變革就開始悄然醞釀。這場變革的意義，相當於是顯卡發展史上的「工業革命」，因為它開啟了顯卡的3D時代。90年代，第一款獨立顯卡Trident 8900/9000顯卡誕生了，到了這時，顯卡第一次作為一個獨立的配件出現在電腦裡，而不再是集成的一塊晶片。這意味著顯卡贏得了更大的發展空間，更強的算力，從而也打開了3D時代的大門。當時間到了1995年，這是顯卡領域裡程碑的一年，3D圖形加速卡正式走入玩家的視野，也就是在這個時期，大量如摩託英豪、德軍總部3D、Doom在內的經典3D遊戲開始集中湧現，在這一時期穩坐3D遊戲寶座的顯卡製造商，不是今天我們熟知的老黃的NVIDIA，也不是AMD，而是當時一個名不見經傳的小公司——3Dfx。對於當時初出茅廬的3Dfx而言，能讓他們大殺四方的法寶就是他們推出的業界第一塊真正意義的3D圖形加速卡：Voodoo。這款顯卡不僅將人們帶入了真正的3D時代，並且它當時標配為4Mb 的EDO顯存，可以在640×480解析度下提供最華麗的3D畫面，對當時的遊戲玩家而言，能在那個年代用一千多塊到電腦城買上一塊丐版的Voodoo顯卡，並能夠由此玩上當時最火爆的遊戲摩託英豪，那種感覺估計能和現在買到30系光追卡並體驗一把2077的快感相提並論。然而，儘管Voodoo帶給了3Dfx一段顯赫的輝煌歲月，但好景不長，1999 年，3Dfx推出了 Voodoo3，雖然當時這款顯卡配置了 16Mb 顯存，支持 16 色渲染。在畫質上無可挑剔，但昂貴的價格以及與市場格格不入的標準——不支持32位渲染、不支持大紋理貼圖等，這最終阻礙了它的普及。而更為致命的是，當時自視甚高的3Dfx仗著自己擁有顯卡生產工廠以及龐大的市場佔有率，在DirectX幾乎一統天下的局面下仍堅持不開放Glide的原始碼，使得昔日的盟友紛紛改投老黃的NVIDIA門下，再加上自身的產能不足，3Dfx的市場急劇萎縮。這一系列的失誤，最終使得山窮水盡的3DFX走向衰落，最終在 2000 年被老黃以 7000 萬美元收購，一代3D時代的霸主就此隕落。在新世紀初，顯卡的輝煌留給了NVIDIA，隨著一款具有革命性意義的顯卡Geforce 256的推出，NVIDIA在顯卡性能上最終完全超越了3Dfx，與此同時，一直在暗中發力的ATI 也憑藉自身的HYPER-Z 技術，大幅提升了顯卡的 3D 速度，拉近了與NVIDIA的差距。此後長達二十年的顯卡市場，就成了NVIDIA與ATI兩強相爭的天下。進入新千年以後，NVIDIA與ATI可以說是互有攻守，打得有來有往。但總體來說，NVIDIA背靠在研發上的優勢，在最開始的幾年曾短暫壓制了ATI。但ATI也接二連三地通過各種性能爆炸的新卡，給了NVIDIA幾次難忘的下馬威。比如在DX8時代，ATI推出的Radeon 8500就因為其強大的性能一舉登頂，佔領了此前由NVIDIA把持的高端市場，以至於逼得老黃不得不推出了GeForce 4 Ti系列這樣價格只有旗艦產品一半，但性能卻能達到其80%的顯卡，這在NVIDIA發布的顯卡中可以說是絕無僅有的一次——相當於今天我們用2080ti的價格買到了3090。當然，顯卡領域的競爭，絕不僅僅只是產品性能上的比拼，3Dfx衰亡的命運已經揭示了，只有能不斷順應時代並具有普適性的產品，才能最終在市場上取得取得優勢。而到了DX9時代，再次逆襲的ATI又給NVIDIA好好上了這一課。在Geforce 4 Ti發布僅僅4個月後，ATI突然發布了能完美支持DirectX 9.0的Radeon 9700Pro，相較於採用DirectX 8.0架構的NVIDIA產品Radeon 9700Pro，ATI切換軌道超車，通過搶佔市場先機，在3D時代第一次真正意義上的領先NVIDIA，更在此後較長一段時間裡都保持了領先地位。如果形勢照此發展，恐怕今天的玩家們在運行各種3A大作時，在開場界面將更多次地看到ATI而不是NVIDIA的LOGO，但現實卻並非如此，這是因為在ATI被AMD收購之後，情況發生了變化。簡單地說，這一切都源於兩大廠商對玩家群體的不同態度，儘管兩大顯卡廠商的技術實力非常接近，但相較於NVIDIA從2012年發布的GTX680開始大幅加強GPU的圖形遊戲性能，並縮減掉大量與遊戲無關的結構，成為了純粹為遊戲設計的顯卡，AMD執掌下的ATI更強調性能計算，更適合多媒體、做圖等工作需求。基於此，同一代NVIDIA和ATI相比，往往呈現出NVIDIA工藝稍微落後，但是架構設計方面保有巨大優勢，所以在同等功耗的情況下，NVIDIA性能更好。更重要的是，由於NVIDIA在專業軟體和遊戲方面長期與軟體廠家優化適配合作，所在在增值技術和兼容性方面表現也優於ATI。反觀ATI雖然在同等理論性能下更加便宜，但是用戶想要享受到同樣的顯卡性能，就意味著ATI比NVIDIA耗電更多且兼容性稍微落後。無論如何，計算卡和遊戲卡分開發展成為了往後N卡的既定設計理念，也成為了拉開N卡與A卡差距的一個最重要的轉折點。N卡「遊戲優先」的設計理念，使得越來越多的玩家為了追求更好的遊戲效果而紛紛選擇N卡，NVIDIA的市場佔有率也隨之越來越高，這也讓作為軟體方的遊戲公司更傾向於NVDIA的硬體進行優化。而且很多遊戲還會對N卡的某一款中低端顯卡做特別優化。比如一代神卡750ti。這是因為，對於遊戲廠商而言，籠絡住了當前使用主流遊戲配置的群體，就等於籠絡住了市場上的大部分玩家。一個很簡單的道理是，對於顯卡性能需求的主力用戶群體就是遊戲玩家， 而非工作用戶。與之相比，AMD顯卡雖然一直以更出色的性價比、實用的性能為賣點，但在針對玩家群體的態度上卻出現過致命失誤。這是在2014年，AMD推出R9-290x，價格與NVIDIA GTX770相當，很快引起了玩家們的關注。然而，這款產品強大的性能和算力卻並非為了遊戲而打造，淪為了當時的「挖礦神器」，由於當時虛擬貨幣採礦的巨大利益，使得R9-290x一經發售就以較高價格售罄，於是玩家們只能再度轉向NVIDIA產品。這帶來的市場影響是AMD的遊戲顯卡技術遭到忽略，甚至於無法有效普及，更大大影響了AMD在遊戲開發商、玩家中的口碑。如此一來，AMD就失去了市場佔有率，也失去了遊戲廠商的青睞。在這種情況下，AMD只能主動去優化自己的驅動去更加適應遊戲。因此常常會出現在A卡新卡上市以後，遊戲體驗特別差的情況，而這一情況又反過來再次降低了A卡在玩家群體中的好感和認知，形成了一個惡性循環。直到2019年，AMD才宣布也會採取遊戲卡和計算卡分開設計的策略，但是想要撼動NVIDIA在顯卡市場的領跑地位，仍然有一段很長的路要走。縱觀整個顯卡發展史，我們不難看出，一味地追求硬體性能與算力的強大，並不能帶領整個圖形晶片領域走上新的階梯，比單卡性能能重要的，是不斷適應技術發展的方向，並降低新技術的普及難度，使之滿足最廣大用戶群體的最核心需求。NVIDIA在顯卡領域的成功，正是因為其「遊戲優先」的策略，使得各大遊戲製作商得以將最先進的圖形技術付諸實踐，並讓更多的玩家體驗到越來越出色的遊戲畫面。而最近兩年，NVIDIA最新推出的光線追蹤顯卡，正是為了降低了新圖形技術開發難度而出現的，在以往的遊戲中，玩家們雖然也可以看到鏡面或水面反射的倒影，但那都是預先渲染好的光照貼圖，是一種「障眼法」，雖然這些造假手段越來越高明，效果也越來越好，但是相對應的，成本也越來越高。在某些3A大作裡，角色甚至需要好幾套不同的貼圖來適應不同的光線場景，這無疑大大增加了遊戲設計師的負擔。而在光線追蹤技術出現後，雖然未能像部分玩家想像的那樣，立竿見影地提升反射效果和畫面質感，但卻實實在在地解決了遊戲開發過程中光線複雜變化的問題，從而將設計師們從繁雜的圖像技術限制中解放出來，專注於打造讓玩家沉浸其中的虛擬世界。因此，當我們在2077的夜之城中，讚嘆於那精緻而逼真的街道時，不必為了自身的配置不足而開不了最高特效憂慮，因為隨著顯卡技術的不斷發展，這樣出色的畫質有一天必將惠及每一個普通玩家。