實時路徑追蹤——D5渲染器全新實時 GI 解決方案

D5 渲染器 2.10 版本引入了全新的實時全局照明解決方案：實時路徑追蹤（Real-time Path Tracing）。基于 ReSTIR GI 的框架，使用路徑追蹤構建光照緩存，讓實時全局照明進一步逼近 Ground Truth（標準結果），提升了實時交互的真實性和沉浸感。

在本篇博客中，我們將深入探討實時路徑追蹤在D5渲染器2.10中的工作原理、技術優勢、可調整參數以及最佳實踐。

1. 如何在D5 2.10 中開啟實時路徑追蹤？

此功能在 2.10 版本尚處于實驗性階段，用戶需要手動開啟實時路徑追蹤：

打開“菜單欄→偏好設置→渲染”；

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開啟“實時路徑追蹤”；

啟用此功能后，實時渲染視口會立即切換到實時路徑追蹤 GI 算法，可以觀察到實時渲染結果的改進。

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2. 實時路徑追蹤功能簡介

開啟上述開關，意味著實時渲染視口、出圖、出視頻以及渲染隊列都會切換到實時路徑追蹤算法渲染。

實時路徑追蹤，還提供了少量的自定義渲染參數。點擊實時視窗右上角的“顯示”菜單，可以找到新增的渲染參數：

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自定義參數中的“GI 精度”、“反射深度”、“樣本數”會同時影響積累預覽、出圖和出視頻的畫面質量。按下“積累”按鈕，畫面會進入靜態模式，并且會根據用戶指定的參數持續積累，在實時視口中便可預覽到接近最終成果的品質。

默認情況下，自定義參數開關處于關閉狀態，D5 渲染器默認參數配置即可完成高質量的圖片和視頻渲染。用戶也可以根據自己的需要，調節自定義參數，自行控制畫面質量和渲染時間的平衡。

3. 實時路徑追蹤改進詳解3.1 更準確的 GI 緩存技術

實時路徑追蹤相較于“舊版 D5 GI”的主要改進在于：在完整的渲染開始前，通過路徑追蹤計算光照并緩存，取代了舊版的緩存算法，提升了 GI 緩存的準確度。除了漫反射間接照明有細節提升之外，一個顯著的特征是：材質反射中的間接照明，也變得更加準確了。

例如這個場景，室內地面有一部分高反射金屬地板。在 2.9 版本 D5 GI 的預覽視窗中，地面無法準確地呈現高反射物件的效果，表現為不準確、偏黑的狀態。而在實時路徑追蹤 GI 的預覽視窗中，金屬地面的反射結果更為準確。

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舊版 D5 GI 預覽畫面

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2.10 實時路徑追蹤預覽畫面

3.2 GI 反彈細節的優化

除此之外，2.10 版本還優化了 GI 算法的邏輯，不但能更有效率地采樣更重要的樣本，還強化了 GI 反彈的細節。例如墻面與地面銜接處，桌椅與地面的交接處，縫隙細節的光影，GI 更正確。

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3.3 自定義參數詳解

對于希望自行把控渲染時間和質量平衡的用戶，實時路徑追蹤 GI 還開放了自定義參數。以下詳細介紹 GI 精度、反射深度、樣本數量這三個參數的用法。在當前的實時路徑追蹤版本中，自定義參數是全局生效的，意味著這里的改動會全局地影響積累、出圖、出視頻以及渲染隊列的渲染結果。

3.3.1 GI 精度

此參數分為三檔，影響 GI 反彈的計算質量，GI 精度越低，積累的速度會越快；GI 精度越高，畫面的間接照明質量會越好，這個參數還同時影響材質反射中的 GI 表現，因此您會觀察到隨著 GI 精度的檔位提升，反射物體的亮度、質量均有提升。

例如在這一個比較曲折極端的室內空間中，自然光線需要多次反彈才能進入內部較深的空間。因此，精度為 3 的畫面比精度為 1 的畫面會更準確更亮一些。

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大進深空間中 GI 精度預覽對比

3.3.2 反射深度

控制高反射材質互相反射的次數，此參數越高，高反射材質的表現就越準確。在示例場景中，高反射的地面上有一個同樣高反射的玩偶擺件，這是反射深度為 1 和反射深度為 3 的對比結果，我們可以清楚地看到，參數越高，所能體現的反射細節就越豐富。

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高反射材質的不同反射深度對比

同時，在實時路徑追蹤模式下，我們可以在預覽窗口，直接預覽到正確的鏡面反射。所以，今后在一些特殊場景中，例如帶有鏡子的衛生間，或者面對面的玻璃幕墻塔樓。就可以適當調高反射深度參數，獲得更好的畫面效果。

鏡面場景中的不同反射深度對比

3.3.3 樣本數量

此參數控制每幅渲染畫面采樣積累的次數，推薦參數為 64-256，可手動輸入最高 1024 的樣本數量。

此參數越高，畫面細節越準確。在一些 GI 采樣困難的場景中，例如天窗非常小的室內空間，較低的樣本數量會得到不準確的結果，畫面可能會產生“涂抹感”，此時提高樣本數量可以顯著改善這個問題。

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在采樣困難場景中的不同樣本數量影響實時預覽畫面

需要注意的是，自定義參數同時影響出圖、出視頻的時間與質量。大部分情況下，默認參數已經能很好地完成成果圖渲染任務。最高檔位的參數會顯著增加渲染時間，請務必根據自己的項目需要，確定合適的自定義參數組合。

● 簡約客廳場景 4K 圖片渲染時間對比

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● 寫實草地場景 4K圖片渲染時間對比

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*測試平臺：CPU 為 Intel 12600KF，顯卡為 NVIDIA GEforce RTX 3070Ti，內存 32GB。

D5始終致力于推動前沿技術發展，實現實時光追效率與離線渲染質量的極致平衡。在 D5 2.10 中推出的實時路徑追蹤方案，將助力設計師在沉浸式實時交互中，感受更高品質的畫面輸出體驗。