RTX Mega Geometry 是如何提升顯卡效能的？深入了解這項技術的運作方式，以及它為圖形處理帶來的革命性改變。
在最新的圖像技術發表活動中，Nvidia 以「Mega Geometry」為主軸展示了一個前所未見的即時光線追蹤（Ray Tracing）應用，引發了眾多工程師與玩家的驚嘆。這項名為 Nvidia Mega Geometry 的新技術，致力於解決目前遊戲與即時渲染中，針對大量幾何細節與動態物件進行光線追蹤加速結構（acceleration structure）建置時所面臨的龐大負擔。以下將深入探討這項劃時代的 Mega Geometry 技術，並說明它如何改變未來遊戲製作的面貌。
什麼是 RTX Mega Geometry？
根據官方部落格文章中關於 Alan Wake 2 實作的資訊和 RTX Kit 影片 中的資訊，RTX Mega Geometry 完全被科技媒體以及 Reddit 和其他地方的各種科技論壇所忽略。以下是 Alan Wake 2 的摘錄：
"RTX Mega Geometry 智慧地叢集並更新複雜的幾何體，以進行即時光線追蹤計算，從而減少 CPU 負載。這提高了 FPS，並減少了重度光線追蹤場景中的 VRAM 消耗。"
以下是官方開發者部落格的摘錄：
"RTX Mega Geometry 通過即時細分表面實現了數億個動畫三角形"
RTX Mega Geometry 將會非常重要，因為它解決了複雜幾何體進行複雜光線追蹤時遇到的基本問題：荒謬的 BVH 結構構建時間和記憶體佔用、大量的 CPU 負載，以及仍然缺乏真正複雜和動態的幾何體。Mega Geometry 解決了所有這些問題，從而允許以更快的速度和更低的 CPU 負載和 VRAM 佔用進行更真實的光線追蹤。這個軟體的魔力與 Unreal 的 Nanite 互補，並將推動複雜性和視覺保真度的類似提升，但用於光線追蹤而不是 Nanite 的幾何體重點。
解決光線追蹤與細緻幾何結構的挑戰
在傳統光線追蹤中，當遊戲內的幾何物件需要進行動態變形或載入不同層級細節（LOD, Level of Detail）時，對加速結構的重新建置耗費巨大資源。不管是角色的移動、場景中樹葉的擺動，或是物件不斷切換 LOD，都會造成 CPU 與 GPU 雙方的負擔。
Mega Geometry 旨在透過新的 API 與串流機制，讓這些動態或大量幾何細節能更有效率地載入並與光線追蹤做結合。這意味着，即便有數以百計或上千個 LOD 切換與物件變形，仍能在合理的時間內完成加速結構更新。
RTX Mega Geometry 實現了與 DMM 相同的效果
對於那些懷疑這項技術的人來說，RTX Mega Geometry 實現了與位移微型貼圖 (DMM) 相同的效果。DMM 是 NVIDIA 隨 Ada Lovelace 推出的幾何體處理和壓縮軟體方法，它在 RT 核心中也有一個 DMM 引擎來加速這些工作負載。在 Ada Lovelace 白皮書中對此進行了更深入的解釋。
在 RTX Kit 影片中，NVIDIA 表示 RTX Mega Geometry 技術「...每個影格可傳輸的光線追蹤三角形數量最多可增加 100 倍...」。
根據 DMM 的特性，其 BVH 構建時間和儲存成本平均降低 10 倍，RTX Geometry 聽起來更令人印象深刻，只是缺乏與 DMM 相關的幾何體儲存 (MB) 和傳輸 (MB/s) 成本節省。
為什麼只在 Alan Wake 2 中使用？
我懷疑缺乏採用的原因可能是因為該技術需要網格著色（Alan Wake 2 支援此功能）才能工作，因為叢集聽起來很像網格圖元，但這純粹是推測。
該技術與所有 RTX 系列相容，這應有助於推動未來的採用。不幸的是，就像 DX12Ultimate、網格著色和其他技術一樣，RTX Mega Geometry 的大規模採用可能要到 5-8 年後的某個時候才會實現，因為 Turing 功能套件的採用速度一直很慢。雖然一開始採用速度會非常緩慢令人沮喪，但 RTX Mega Geometry 的優勢使其有助於推動下一代路徑追蹤電影品質的視覺效果。
對於其他一些 RTX 套件技術來說可能並非如此。這是因為 Mark Cerny 加倍投入了 RT 和 AI，有效地聲稱光柵化由於新型節點的成本增加而走到了盡頭。聽起來他對 RDNA 4 增加的 RT 功能也起到了推動作用。雖然 PS5 的 RT 實施很簡陋（第二級），但 PS5 Pro 是一個很大的升級（3.5 級 RT），UDNA（如果主機被延遲，則可能是 UDNA 2）的基準 + 神經渲染軟體的進步最終應該使路徑追蹤在主機上可行。在《巫師 IV》和 Ps6 獨佔遊戲中的實施最早可能在 2.5-4 年後，但由於跨世代時期，廣泛採用可能需要更長的時間，更像是 5-8 年。
實際示範：超高密度幾何細節的龍與角色
Nvidia 在現場展示了一隻帶有精緻鱗片和複雜表面的龍，以及另一位頭戴特殊斗笠的人物模型。這個示範中，每個細節都採用真實的幾何面來呈現，並沒有依賴一般常用的法線貼圖（normal map）技術。也就是說，龍的每個鱗片與角色臉部的皺紋都是藉由真實的高密度幾何去模擬，並且隨著即時動態變形而保持超細緻度。這得益於 Mega Geometry 的核心功能：
- 即時網格細分（tessellation）
- 高速加速結構串流
- Dynamic LOD 切換
在實際操作中，工程師還可以自如地切換網格細分等級，或關閉特定的細分層級，展示 Mega Geometry 帶來的彈性與潛力。
進階光線追蹤：不再局限於光照
大部分支援全域光線追蹤的遊戲（如《Alan Wake 2》或《Cyberpunk 2077》）通常只使用光線追蹤來計算場景光照，而視角本身（Primary Rays）依舊靠光柵化（Rasterization）進行。在 Mega Geometry 示範中，Nvidia 不僅將光線追蹤用於光照，更直接應用於主要視角的繪製。這代表當鏡頭轉動或視角變化時，場景也可以在完整的即時光線追蹤下運作，開啟了更自由的表現方式，例如：
- 彎曲或扭曲的鏡頭視角
- 超自然的 FOV 效果
- 更真實的放大鏡或瞄準鏡畫面
過去只有在《Quake 2 RTX》或《Minecraft RTX》這類特別版本才看得到的特效，如今在 Mega Geometry 技術的幫助下，將逐步進入主流 3A 大作的視野。
進軍遊戲引擎與未來應用
Nvidia 計畫將 Mega Geometry 與 Microsoft 合作，推動標準化，讓這項功能最終能在更多 GPU 與遊戲引擎上運用。雖然目前只在 NVAPI 架構下實現，但未來 AMD 與 Intel 也勢必將推出類似技術或對應方案，以因應市場需求。
另外，像是 Unreal Engine 5 中的 Nanite 技術，雖然已經能處理超高多邊形數量的物件，但在光線追蹤面仍使用「fallback mesh」來避免頻繁重建加速結構。若能與 Mega Geometry 搭配，就可顯著降低 LOD 動態切換對性能造成的影響，使整體運作更為流暢。據悉，Remedy Entertainment 打算在《Alan Wake 2》中採用 Mega Geometry 技術來加速場景植被的光線追蹤，進一步提升遊戲的整體視覺品質與運行效率。
UE5 整合已確認 + 演示影片
幾乎可以肯定 Unreal Engine 5 中也會進行整合，因為 RTX Mega Geometry 與 Nanite 實現的幾何複雜性完美結合。 顯然這是 Epic 要求的功能，正如評論區的某人告訴我的那樣。Epic 在兩年前的 Siggraph 大會上提到了 UE5 中簡陋的 RT 實施。UE5 的整合即將到來，趕在 1 月底左右 SDK 全面上市之前。
我還設法找到了 UE5 的實際 開啟與關閉的影片，並且開啟與關閉的毒藤看起來絕對瘋狂。NVIDIA 代表表示每個三角形都可以進行光線追蹤，因為 BVH 建構速度非常快，能夠實現高達 100 倍的光線追蹤三角形。以下是該技術的 底層運作方式。WCCFTech 也有一些投影片 在這裡，您可以在其中看到更詳細的陰影，這些陰影與以前不同，實際上反映了場景幾何體。
我不是遊戲開發人員，但如果這像 UE5 中的 Nanite 一樣是隨插即用的，那麼如果這是隨插即用的，我們不應該期望很快就會被大規模採用嗎？事實上，目前沒有一款 UE5 遊戲提到支援 RTX Mega Geometry 是非常奇怪的。所以我認為 RTX Mega Geometry 被廣泛應用到 3A 大作上應該還需要一點時間。
結語：跨時代的藝術與技術里程碑
Mega Geometry 不只是一項純理論的概念，而是能在未來遊戲中看得到、摸得著的實際應用。當大量動態幾何細節、細微的表面刻畫及全面的光線追蹤都能被更高效率地結合，我們將見證遊戲畫面走向接近電影級 CG 的新境界。隨著 Mega Geometry 與其他前瞻技術陸續落地，我們離「所有幾何細節都能即時渲染」的夢想，又更近了一步。對玩家來說，這象徵著更逼真的視覺體驗；對開發者而言，則意味著更自由的創意空間。
未來，Mega Geometry 勢必成為遊戲開發不可或缺的一環。隨著次世代顯示卡與遊戲引擎的持續演進，這項技術將在更廣泛的領域綻放光芒，為我們帶來更沈浸、更真實的數位世界。
RTX Mega Geometry 常見問題 (FAQ)
1. 什麼是 RTX Mega Geometry？
RTX Mega Geometry 是 NVIDIA 推出的新技術，它透過智慧地叢集並更新複雜的幾何體以進行即時光線追蹤計算，大幅減少 CPU 負載、降低 VRAM 消耗，同時提升遊戲的 FPS 表現。
2. RTX Mega Geometry 是如何提升光線追蹤效能的？
RTX Mega Geometry 透過即時細分幾何結構（如數億個動畫三角形的處理）和快速加速結構的串流機制，顯著縮短 BVH 結構建置時間並減少記憶體佔用，從而提升光線追蹤的效率與真實性。
3. RTX Mega Geometry 可以應用在哪些遊戲引擎中？
目前 RTX Mega Geometry 與 Unreal Engine 5 的 Nanite 技術有潛在結合點。NVIDIA 計畫推動此技術的標準化，使其未來能被更多 GPU 與遊戲引擎支援（如 Unreal Engine 5 和 NVAPI 架構等）。
4. RTX Mega Geometry 為什麼重要？它有哪些實際應用？
這項技術能解決動態幾何體與光線追蹤結構的運算挑戰，例如角色動態變形、植被光線追蹤或高細節場景的 LOD（層級細節）切換。同時，它支持更高密度幾何細節的即時渲染，讓遊戲畫面接近電影級 CG 效果。
5. 哪些遊戲目前已採用 RTX Mega Geometry？
截至目前，Remedy Entertainment 的《Alan Wake 2》是少數採用 RTX Mega Geometry 技術的例子，該技術主要用於提升遊戲中場景植被的光線追蹤效率和視覺品質。
