來源:超能網
盡管每一代新顯卡由于架構和制程工藝的雙重改良,相對于上一代的同檔位顯卡都會有巨大的提升,土豪玩家當然是每當一代新顯卡問世時都直接升級最新一代顯卡就行,但是對于大多數玩家來說,一張顯卡的價格畢竟是個不少的數目,所以多數玩家還是會理性的選擇隔代升級,于是,顯卡的 " 三代同堂較量 " 就成了一個熱門話題。
在以往,大多數評測對于顯卡的三代同堂較量多是選擇進行幀數對比的方式,看看同樣的畫質設置下,新一代顯卡能以多大的增幅更流暢的進行游戲。而這次,我們打算另取一個方向,看看在同幀率的情況下,新一代顯卡能在畫質的體驗上帶給我們什么樣的提升。
這次 " 三代同堂較量 " 的顯卡選擇,選擇的是尤為具有代表性的英偉達 60 檔顯卡。
曾于 2016 年發布的 GTX 1060 顯卡創造了一代銷量神話,時至今日仍是 Steam 硬件調查數據庫中市場保有量第一的顯卡,并且幾乎是第二名和第三名加起來的總和,可以說 GTX 1060 是名副其實的一代釘子戶顯卡了。
而英偉達最近發布的 RTX 3060 顯卡則在發布會上直接指出它的目標就是去替代 GTX 1060 的位置,表示盡管 GTX 1060 是它們歷史上最成功的 60 系列顯卡,但在 2021 年的今天它已經不能良好的完成游戲任務了,尤其是光線追蹤以及 DLSS 技術的缺失,英偉達很有信心具有光線追蹤以及 DLSS 技術的 RTX 3060 可以拔掉 GTX 1060 這個釘子戶,成為新一代主流玩家的顯卡選擇。
這其中重要的光線追蹤以及 DLSS 技術可以說都是提升游戲畫質方面的技術,特別是光線追蹤,英偉達通過在 GPU 中添加專門的專用的 RT Core 核心,讓顯卡可以實時渲染出類似現實生活中的各種光影效果成為現實,讓游戲畫面體驗躍上一個新的紀元,于是這次我們就同時拿出 GTX 1060、RTX 2060 和 RTX 3060 這近三代的英偉達 60 檔顯卡,在游戲保持相同幀數的情況下,看看更先進的顯卡可以在畫面上帶來什么樣的區別,是否足夠讓老玩家足夠有升級顯卡的動力。
GTX 1060、RTX 2060 和 RTX 3060 的規格對比如下:
RTX 2060 相比 GTX 1060 的主要區別就是在硬件方面新增加了 Tensor Cores 和 RT Cores,這是分別專門用于 AI 計算和光線追蹤計算的專用核心,而 RTX 3060 相比 RTX 2060 的主要區別就是 Tensor Cores 和 RT Cores 分別升級到第三代和第二代,這里簡單回顧一下 Tensor Cores 和 RT Cores。
RT Cores
RT Cores 是顯卡實現計算機圖形學的一大突破,讓 Real-Time Ray Tracing 實時光線追蹤成為了可能。在沒有 RT Core 幫助下,顯卡也能實現光線追蹤,但效率奇低,而 RT Cores 是專門為光線追蹤計算服務的,實質上它是一條特異化的專用流水線,用于加速計算包圍盒層級(BVH)遍歷以及光線和三角求交。
RTX 2060 上的 RT Cores 是第一代 RT Cores,而到了采用安培架構打造的 RTX 3060,則搭載上了第二代 RT Cores,第二代 RT Core 中加入了 NVIDIA 設計的插值算法,在保證動態模糊精確性的同時提高了該情況下的實時光線追蹤效率,官方稱最高可以實現 8 倍于前代的速度。另外,在基礎的 BVH 計算上面,新一代 RT Core 也能夠快上 2 倍。
Tensor Cores
再就是 Tensor Cores,Tensor 中文里面就是張量,區別于我們常見的標量(0 維)、矢量(1 維)、矩陣(2 維),張量擁有 3 維或者更高維,本質核心上就是一個數據容器,可以包含更多維度數據。而目前深度學習就是通過極大量數據運算計算出最終結果,通常會用到矩陣融合乘加(FMA)運算,而 Tensor Core 區別于 ALU 整數運算,天生就是為這種矩陣數學計算服務。
并且,NVIDIA 利用 Tensor Core 開發出了 DLSS,一種新的抗鋸齒技術,可以實現在較低的輸入樣本數下更快地渲染,輸出渲染畫面與 TAA 質量相似。
RTX 2060 上的 Tensor Cores 是第二代 Tensor Cores,RTX 3060 則搭載上了第三代 Tensor Cores,第三代 Tensor Core 除了在效能方面有提升之外,還對稀疏矩陣運算提供了支持,整體效能有很大提升。
具體的測試顯卡方面,GTX 1060 和 RTX 2060 是有英偉達公版的,故而采用了官方的公版顯卡,而這一代的 RTX 3060 只有非公版顯卡,這里拿來參加測試的是華碩的 ROG STRIX RTX 3060 O12G GAMING。
處理器為 AMD 的銳龍 9 5950X,主板是 ROG CROSSHAIR VIII FORMULA 主板,內存是 2 條 8GB 的 Tt ToughRAM DDR4-3600 內存組成的 16GB 雙通道配置,并且在 BIOS 中打開 XMP 讓內存運行在 3600MHz 的頻率,電源是 ROG 的 1200W 雷神電源,其他各方面配置也是足夠高的,盡量排除了系統瓶頸。顯卡驅動使用的 GeForce Driver 461.72,操作系統則為 Windows 10 64 位 Build 20H2。
游戲方面我們選擇了《賽博朋克 2077》這款時下大熱的新一代單機大作,這款游戲采用了眾多新的技術來打造精美的游戲畫面,包括光線追蹤反射、環境光遮蔽、陰影、漫射照明、全局照明和 DLSS 等,除了支持眾多最新的圖形技術之外,選擇這款游戲還有一個原因是它可以隨時在游戲進程中調節畫質選項而不必重新從存檔點載入游戲,這樣在不同畫質下的對比截圖可以盡量保持在同一視角方便我們對比畫面的區別。
首先,我們在各張顯卡的平臺上面將《賽博朋克 2077》的幾種預設畫質都跑一遍,得出不同畫質下的游戲幀率。GTX 1060 在當年有著非常好的 1080p 分辨率下的游戲表現,這次也是在 1080p 分辨率運行《賽博朋克 2077》,看看面對如今的最新 3A 大作,GTX 1060 尚能飯否呢?
在 GTX 1060 平臺上,《賽博朋克 2077》只有四種預設畫質選項,分別為低、中等、高、超級,并沒有開啟光追的預設畫質選項。從這四種畫質下的游戲幀數來看,即使是最低的畫質,GTX 1060 也并不能達到 60 幀的流暢線,而對于 30 幀的及格線來說,也僅在低和中等這兩種預設畫質下可以達到。
接著是 RTX 2060 平臺,由于我們是要在 " 同幀率下比較游戲畫面區別 ",所以參考前面 GTX 1060 的幀率數值和我們之前對于《賽博朋克 2077》的配置需求測試,為了滿足幀率近似,在 RTX 2060 平臺上,我們首先將游戲分辨率設為 2K,然后得到不同預設畫質下的游戲幀數如下:
然后是 RTX 3060 平臺,同樣是將游戲分辨率設為 2K,然后得到不同預設畫質下的游戲幀數如下:
本次是在 " 同幀率下比較游戲畫面區別 ",理論上保持完全一致的幀率來對比畫面是最嚴謹的,不過在預設畫質下其實也很難保持完全一致的幀率,而如果再細微調節各個具體的畫質選項則每個玩家的調節方式又不一樣,并且多數玩家還是通過預設畫質進行游戲的。
經過討論,本次打算以 GTX 1060 平臺 27.6 幀時的畫面(1080p,高畫質),對比 RTX 2060 平臺 31.8 幀時的畫面(2K,光線追蹤:中等)和 RTX 3060 平臺 36.5 幀時的畫面(2K,光線追蹤:超級)的區別。也就是來看看更新一代的 60 檔顯卡,在幀數微微升高的情況下,還能在畫面體驗上帶來哪些提升。
GTX 1060 游戲畫面對比 RTX 2060 游戲畫面
首先我們對比 GTX 1060 和 RTX 2060 的游戲畫面,如下:
GTX 1060 對比 RTX 2060,組一
GTX 1060
RTX 2060
上面的對比圖中可以看到,在同樣 30 幀左右的及格線附近,用能開啟光線追蹤效果的 RTX 2060 玩游戲與 GTX 1060 平臺是完全不一樣的感受,GTX 1060 平臺對畫面還是傳統的光柵化處理方式,可以看到地面上的倒影有很清晰的邊界,似乎光源是一個很強的點光源,明顯與游戲場景中的世界設定矛盾。而 RTX 2060 平臺采用光線追蹤技術處理的畫面則更加像真實的生活中我們看到的樣子,地上的倒影在邊緣處逐漸模糊。
這里需要說明一點的是,對于一些小白玩家來說,第一眼看到會覺得 GTX 1060 的畫面更清楚,會認為 GTX 1060 的畫面更好,但其實 " 更清楚的畫面就等于更好的畫面 " 這個觀念只適用于對比都是傳統光柵化的游戲環境,就拿倒影來說,傳統光柵化的處理只是對它做簡單的線條處理,是很容易將畫面渲染的邊邊角角都非常清楚,但其實這樣的畫面非常不像現實。
而采用光線追蹤技術處理的畫面首先是要貼近于真實,所以在算力一定的情況下," 貼近真實世界的畫風 " 這一點是大于 " 畫面細膩程度的 ",至少從《賽博朋克 2077》看來,這款游戲是基于這樣的理念設計的,那么如何在貼近真實世界的畫風的前提下增加畫面細膩程度呢,一個簡單的方向就是以更高分辨率運行,而自然的,這對顯卡性能的要求又要增加不少,不過這就是后話了。
再需要說的一點是,這里 RTX 2060 平臺的畫面看起來更模糊一些還有一個原因是 DLSS,在《賽博朋克 2077》預設的 " 光線追蹤:中等 " 畫質下,DLSS 是開啟的,DLSS 會使畫面鋸齒感更低,但是也會更模糊一點。而對于非游戲世界畫面的 UI 界面來說,可以看到 RTX 2060 平臺由于是 2K 分辨率,所以 UI 界面是更清晰的。
簡單來說,從傳統的光柵化到光線追蹤,這個畫面變化是一個質變而非量變,不再沿著追求畫面細膩程度的路線進化,而是轉而先讓畫面貼近現實生活的樣子,再通過性能的提升,運行更高的分辨率,來讓畫面變得更細膩,這樣才能出現同時貼近真實世界又細膩的畫面,而不是傳統光柵化那種細膩但是不真實的畫面。
理解了這一點,才能從這些畫面對比圖中領略光線追蹤技術的魅力,對如今的游戲畫面有準確的理解角度,同時,對于 DLSS 對于畫面的影響下面的對比過程中也不在每個對比圖上再做贅述,我們只看最終這些幀率相近的畫面它們的區別就行。
GTX 1060 對比 RTX 2060,組二
GTX 1060
這組對比圖中,除了 RTX 2060 平臺采用光線追蹤技術處理的陰影邊緣逐漸模糊,更貼近真實之外,還要注意到右下角的這個石塊與地面之間的陰影,在 RTX 2060 的畫面中,由于啟用了環境光遮蔽,可以看到這個石塊與地面之間的陰影從外到內是逐漸加深的,更有層次感,而 GTX 1060 的畫面則達不到這樣的感覺。
GTX 1060 對比 RTX 2060,組三
GTX 1060
這組對比圖中,注意看這個店鋪陳列架上最上面一排陳列物,在 GTX 1060 平臺的畫面中,最上面一排陳列物在中間出現了攔腰的陰影,而 RTX 2060 平臺的畫面則將光影效果修正的更加自然,并且陳列架從上到下出現很好的層次感,比如最上面一層最接近燈管的部分有些微過曝,而越遠的地方則亮度逐漸降低。
GTX 1060 對比 RTX 2060,組四
GTX 1060
這組對比圖中,一個顯著的差異是右上角血條上面的路燈,盡管 RTX 2060 平臺的畫面看起來更模糊,但是這個遠處的路燈還是正確的渲染出來了,呈現出細條的亮光,而 GTX 1060 平臺的畫面中則完全是模糊不清的。
RTX 2060 游戲畫面對比 RTX 3060 游戲畫面
RTX 2060 對比 RTX 3060,組一
RTX 2060
RTX 3060
這組對比圖中,從 RTX 2060 平臺到 RTX 3060 平臺,可以看到地面中間的這部分倒影愈加彌散,對于漫反射的計算量變得更大。
RTX 2060 對比 RTX 3060,組二
RTX 2060
這組對比圖中,除了陰影與光亮地面之間的界限層次感更明顯之外,還可以注意到右上角的紅色霓虹燈在光滑的門柱表面的倒影也不一樣,RTX 2060 平臺只有少量的倒影,而 RTX 3060 平臺的門柱上則出現明顯的紅色霓虹燈的倒影。
RTX 2060 對比 RTX 3060,組三
RTX 2060
這組對比圖中,RTX 2060 平臺到 RTX 3060 平臺最明顯的區別在于畫面中間偏右的那個封閉陳列柜,在 RTX 2060 平臺的畫面中這部分陳列柜有明顯的反光,看不清里面的商品,而 RTX 3060 平臺的畫面則是能很好的看清里面的商品。同時,由于右上角大面積的藍色霓虹燈照射,地面也顯得偏藍,這也只在 RTX 3060 平臺的畫面可以看到。
RTX 2060 對比 RTX 3060,組四
RTX 2060
這組對比圖中,可以顯著的看到地面這灘水中的景象有明顯的區別,在 RTX 3060 平臺的畫面可以看到水中多了遠處的大樓的倒影,而在 RTX 2060 平臺的畫面中只有近處強光的倒影。
GTX 1060 游戲畫面對比 RTX 3060 游戲畫面
接下來再通過 GTX 1060 與 RTX 3060 平臺的畫面對比來領略這種巨大的畫面差異,可以看到相比 GTX 1060 平臺,RTX 3060 平臺可以很好的處理各種光線交互的結果,使得游戲畫面更加貼近現實生活的原理,而不是簡簡單單的直楞楞的游戲畫面。
GTX 1060 對比 RTX 3060,組一
GTX 1060
GTX 1060 對比 RTX 3060,組二
GTX 1060 對比 RTX 3060,組三
GTX 1060 對比 RTX 3060,組四
對于 RTX 3060 來說,通過之前的評測可以知道,這一代安培架構的 RTX 3060 相比上代同檔位的圖靈架構 RTX 2060 在傳統光柵化性能方面提升幅度算不上很大,但是由于 RTX 3060 升級到第二代 RT Core 以及第三代 Tensor Core,在光線追蹤性能和 DLSS 技術方面提升是非常明顯的。
而通過本次的游戲畫面對比也可以看到,在這種次時代的光追大作中,RTX 3060 能在相比 RTX 2060 幀數更高的情況下還在游戲畫面方面有巨大的進步,可以體會到更加真實和豐富的游戲畫面,游戲體驗自然大增。
而對比 GTX 1060 來說,這已經完全是兩個世界了,用 GTX 1060 在《賽博朋克 2077》中甚至不能開啟預設帶有光追的畫質選項,而通過對比可以看到 RTX 3060 采用光線追蹤技術渲染的游戲畫面相比 GTX 1060 傳統光柵化的游戲畫面,在場景真實度上是明顯的質變,前者畫面中的光影效果非常接近于真實世界的規律,而 GTX 1060 平臺的光影則顯得非常的假了。
從代表著傳統光柵化渲染時代的基于帕斯卡架構打造的 GTX 1060,到代表著開創革命性的實時光線追蹤渲染時代的基于圖靈架構打造的 RTX 2060,再到大幅提升光線追蹤渲染效率的基于安培架構打造的 RTX 3060,我們可以看到英偉達實現了華麗的兩連跳。
在圖靈架構時代,要用搭載著第一代 RT Cores 和第二代 Tensor Cores 的 RTX 顯卡比較好的體驗光追游戲的話,還是需要定位在高端的 RTX 2070 SUPER、RTX 2080 SUPER 這些顯卡的,用 RTX 2060 只能說嘗個新鮮,勉強能玩,但是到了 RTX 3060,則真的是將光線追蹤普及的一代,通過第二代 RT Cores 和第三代 Tensor Cores,主流價位的 RTX 3060 也能有很好的光線追蹤游戲體驗。
最終,對于英偉達在 RTX 3060 顯卡發布會上表示的 " 替代 GTX 1060" 的定位,個人覺得這樣的定位是非常精準的,如此巨大的游戲畫面體驗的差距,確實值得升級,相信這一代的 RTX 3060 能贏得不少 GTX 1060 用戶的喜愛。而對于 RTX 2060 的用戶,則總的來說升級意義不大,要升級的話起碼建議 RTX 3070 起步吧。