一句话:10 月 28 日,微软为 DirectX 光线追踪发布了 2018 年问世以来最大的一次更新。官方测试场景里,一张 AMD 显卡的帧率从 1.2 FPS 跳到了 79 FPS。
10 月 28 日,微软发布 DirectX 12 Agility SDK 1.620 正式版和 1.722 预览版。预览版为 DirectX 光线追踪(DXR)引入三项新功能:聚类几何(Clustered Geometry)、分区顶层加速结构(PTLAS),以及 GPU 驱动的加速结构构建。微软工程师 Amar Patel 在官方博客中称,这是 DXR 自 2018 年 3 月推出以来最重大的一次更新。

一、先弄清一个问题:光追为什么慢
光线追踪的原理可以一句话说完:GPU 从相机位置射出海量光线,逐条计算它们和场景里三角形的关系——照到哪里、反射几次、被什么挡住。
问题出在规模上。一个现代 3A 场景有数百万个三角形,逐条光线、逐个三角形地算是不可能的。所以业界通用的办法是加速结构:把三角形按空间位置预先组织成一棵「树」,光线照过来时先查树,几下就能排除掉和它完全无关的绝大部分区域。
但加速结构有个前提:场景最好是不动的。 而游戏场景恰恰相反——角色在跑、树木在摇、新的地形在加载。在传统方案里,一个模型动了,它对应的整块加速结构往往就要重建。场景越大、动的东西越多,这个重建的开销就越大,大到什么程度,后面的数据会说明。
正因为重建太贵,很多游戏现在的做法是给光追单独做一套简化模型:你在画面里看到的是高精度模型,但阴影和反射计算用的是另一套低精度替身。代价是反射里的画面和真实场景对不上。
二、这次更新的三个新东西

聚类几何(Clustered Geometry):不再把模型当成一个整体,而是拆成许多「集群」,每个集群最多 256 个三角形、256 个顶点。模型的某个部分动了,只需重建或复用对应的集群,其余部分原样保留。

微软在官方博客中指出了它的一个直接收益:构建开销降下来之后,用光栅化渲染的同一套高精度模型直接做光追开始变得可行,不再需要为光追单独制作简化模型——阴影和反射可以和你看到的场景严格一致。
分区顶层加速结构(PTLAS):把同样的思路从单个模型扩大到整个场景。场景被划分为多个分区,某个分区里有物体变化,只更新这个分区,其余区域的加速结构数据原样保留。对开放世界这种「大世界、小变化」的场景针对性很强。
GPU 驱动的加速结构构建:让 GPU 直接生成构建指令,减少 CPU 和 GPU 之间的来回沟通。
三项功能可以单独使用,也可以组合使用。
三、官方实测:66 倍是怎么来的
微软公布的 D3D12RaytracingClusteredGeometry 示例,使用 AMD Radeon RX 9070 显卡测试,对比如下:


两点必须说清楚:
第一,这不是你在游戏里能期待的提升。 微软明确说明,以上数据来自特定的程序化测试场景,实际收益取决于场景复杂度、引擎实现和 GPU 硬件,不能理解为现有游戏能获得 66 倍提升。
第二,代价是临时显存。 构建过程中需要的临时显存明显增加:静态部分从 1.83 MiB 涨到 526 MiB,动态部分从 8.25 MiB 涨到 179 MiB。用阶段性的内存开销,换取更低的最终显存占用。
另一个官方示例更直观:NVIDIA 提供的多米诺骨牌演示里,传统方案每帧需要全量重建顶层加速结构,耗时 2.88 毫秒;改用 PTLAS 后,只对发生变化的 4702 处做局部写入,耗时 0.79 毫秒——代价是光线遍历稍微变慢了一点。

微软和 NVIDIA 还公布了一个路径追踪森林示例:25 平方公里、超过 6000 万株植物,用上了这次更新的全部功能。另外根据开发者文档,聚类几何构建完成后不能再做局部修补(refit),集群一旦变化,建立在其上的结构需要重建。
四、哪些显卡能用,什么时候能用上
这次更新的一个特点是不需要新的光追硬件,但需要显卡厂商推送配套驱动。微软公布的首批支持范围:

微软在博客中同时提示:部分旧款光追 GPU 的兼容性仍待验证,驱动开发中可能暴露性能问题,最终能否开放存在不确定性。
时间表方面:这些光追功能目前处于预览阶段,需要 Agility SDK 1.722 预览版、预览版驱动、Shader Model 6.10 预览版,还要开启 Windows 开发者模式。Shader Model 6.10 的正式版预计 12 月初随 SDK 1.621 发布,但这批光追功能本身的正式商用时间尚未公布。
换句话说:这是一次发给开发者的更新,不是发给玩家的更新。 玩家真正感受到它,要等游戏引擎和作品开始采用。
五、和正在玩的游戏有什么关系
这条技术路线对玩家并不陌生——NVIDIA 此前推出的 RTX Mega Geometry 是同一思路的厂商私有方案,10 月 6 日发售的《战争机器:事变日》已经率先采用。

这次更新的意义在于标准化:同样的能力被写进了 DirectX 公共接口,AMD、Intel、NVIDIA 的硬件走同一套 API。开发者不再需要为单一厂商的显卡单独开发。
两家厂商在微软官方博客中的表态:
NVIDIA 工程高级总监 Martin Stich:「这些功能实现了前所未有的动态几何细节水平,并为现代游戏引擎中分层 LOD 流式方案的路径追踪等新算法打开了大门。我们很高兴在所有 RTX GPU 上全面支持这次 DXR 更新。」
AMD 软件开发副总裁 Rodney Andre:「聚类几何和分区 TLAS 是 DirectX 光追生态的重要进步。通过集群复用几何工作、只更新场景中变化的部分,可以显著提升流式内容、细节层次过渡、动画和大型开放世界体验的可扩展性。」
顺带一个相关事实:《战争机器:事变日》的 Steam 商店页显示,它的最低配置要求一块支持硬件光线追踪的显卡(如 RTX 2060 / RX 6600 起步)。光追正在从「加分项」变成部分游戏的「门槛」。