本篇文章的題目采用的是“啟示”而不是“變革”，這是因為移動端的游戲引擎依然在遵循自己的策略慢慢地實現(xiàn)全局光線追蹤。移動端游戲社區(qū)都想實現(xiàn)光線追蹤，但是存在不可抗力的原因：硬件的性能不夠，不能滿足幀率的要求。因此，Imagination一直在致力優(yōu)化移動端，并推出了PowerVR光線追蹤硬件IP核。

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本篇文章主要分為兩部分，分別從不同的角度進行闡述。第一部分討論的是美術(shù)相關(guān)的問題以及游戲場景資源的生成：幾何、顏色、紋理、表面屬性和光源。第二部分介紹的是將軟件工程集成到虛幻引擎（UE）中來，并采用Imagination PowerVR GR6500硬件平臺以及Vulkan驅(qū)動中擴展的光線追蹤API。

第一部分：美術(shù)（游戲美工抱怨：“我只是想讓它漂亮些，為什么會變成這樣？”）

毫無疑問，游戲制作美工都想要實現(xiàn)光線追蹤效果（提供準確的反射、折射和投射陰影的一鍵式解決方案）。因為這將會使他們將更多的精力放在美學研究方面，而不是專注于游戲資源的適應(yīng)技巧從而使得游戲場景顯得更加的真實。

我們注意到，光線追蹤的解決方法類似于反射探測、屏幕空間和平面反射外加額外的眩光效果，但是它們都有明顯的光學限制。在屏幕空間內(nèi)，物體的反射是不可見的，物體的背面也是沒有反射效果的。平面反射通常是采用比較生硬的方式來實現(xiàn)，比如通過巧妙的重新定位相機對場景進行重新渲染。實際上這種方法只適用于平面，而且在移動端由于性能的限制這個功能通常會被禁止。

游戲美工通?；ㄙM大量的時間定位和測試反射探測節(jié)點以及其它光發(fā)射節(jié)點，為的是讓場景更具視覺沖擊力。當然，如果游戲是打算在移動設(shè)備上運行，那么我們不得不限制反射探測節(jié)點的數(shù)量，因為每一幀都需要將它們重新生成來涵蓋所有的動畫。這種解決方法通常需要成百上千個小時來進行處理以達到預期的效果。當然，這些都需要我們?nèi)斯崟r查看處理過程以確保所有游戲資源預期進行處理。

可以驗證的是光線追蹤的陰影更加精確而且不需要過多的密集型處理，結(jié)果就是更低的功耗以及性能的提升。目前創(chuàng)建非光線追蹤的陰影緩存比較復雜而且很容易出現(xiàn)各種問題。從根本上講，它們是深度圖像文件，從光點角度來看它們表示的是距離。由于實際文件大小的限制它們只占用游戲場景的一小部分。一般用于靜態(tài)物體，對于動畫對象每一幀都需要重新加載處理，這會增加處理器的負載。而且如果陰影繼承到顏色屬性中，那么對于透明的物體也是有問題的。適當?shù)哪：幱伴L度能夠增加真實感，但是不通過光線追蹤或者動態(tài)深度測量是不可能實現(xiàn)的。如果渲染引擎采用全局光線追蹤就不會出現(xiàn)這些問題。（注：在寫這篇文章時我們還沒有將混合單光線軟陰影算法添加到虛幻引擎支持中）。為了能夠顯著提升投射陰影的表現(xiàn)力，Imagination的光線追蹤方案會區(qū)別對待陰影光線，尤其那些不透明的物體。

游戲場景的其他方面，如管道、材質(zhì)、模型、光源和物體表面都可以通過光線追蹤引擎實現(xiàn)流線型的表現(xiàn)效果?，F(xiàn)在游戲美工社區(qū)特別期待移動端硬件能夠支持光線追蹤。盡管，即使有了光線追蹤特性也還有很多工作要做，但是花費更多時間使游戲場景變得更加漂亮也是值得的。

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第二部分：科學（真正重要的來了）

這個項目的目標是集成光線追蹤特性，使之確保光線跟蹤效果與現(xiàn)有的光柵效應(yīng)同等重要。舉個例子，當材料的表面屬性需要反射效果，那么這個材料的著色器需要編譯來投射合適的反射光線。我們付出了很多努力來尊重虛幻引擎（UE）的架構(gòu)，以便所有效果都能夠放在一起很好的展示出來。這意味著你的游戲可以選擇光線追蹤反射搭配映射陰影在同一個場景同一時刻存在。為了能夠?qū)崿F(xiàn)這個功能，引擎需要編譯材料著色器的光線追蹤變量，當二次光線在場景內(nèi)交織時依然能夠保持正常。

虛幻4引擎支持桌面版Linux和OpenGL 3.x和4.x已經(jīng)有一段時間了，2015年年底的時候，初始版本又增加了對Vulkan 1.0的支持，但是只兼容Windows和安卓系統(tǒng)，2016年2月在MWC大會上Epic公司正式發(fā)布了這個消息，并展示了一個名為ProtoStar的Demo運行在三星Galaxy S7手機上。現(xiàn)在來自虛幻4引擎Gihub社區(qū)的Yaakuro實現(xiàn)了引擎與Vulkan同時運行在桌面版Linux系統(tǒng)上，并且在英偉達桌面版GPU上進行了展示。