就在上个月底，Imagination Technologies发布了强化光线追踪图形技术的Wizard系列新GPU，它在满足移动设备的低功耗需求前提下，还能提供媲美桌面系统的图形加速性能与精美的画面效果。对桌面显卡比较关注的玩家，肯定明白光线追踪是项多么吃硬件性能的图形技术，目前就算是在PC上也没能普及，而Imagination Technologies的移动GPU居然敢号称支持光线追踪，到底它有些什么本事呢？

PowerVR迎来Wizard

Wizard架构首款GPU:PowerVR GR6500

       •光线追踪：在 600 MHz 速度下，可达到 300 MRPS（每秒百万光线）和 100 MDTPS（每秒百万动态三角形）

       •着色：四个统一着色集簇（USC），具备 128 个 ALU 内核，在 600 MHz 速度下，可提供超过 150 GFLOPS (FP32) 和 300 GFLOPS (FP16) 的性能

       •PowerGearing G6XT 先进电源管理和动态资源配置

       •PVR3C三重压缩技术（PVRTC 和 ASTC 纹理压缩、PVRIC画面缓冲压缩、PVRGC 几何压缩）

       •Ultra HD 与更高分辨率的超高图像品质色深支持

       •提供广泛的 API 支持，包括 OpenGL ES 3.x、OpenGL 3.x、Direct3D 11 Level 10_0、OpenCL 1.x 和 OpenRL 1.x。

       说到ImaginationTechnologies的PowerVR系列，可谓是大名鼎鼎，最具有代表性的当属苹果数代手机与平板采用的处理器中纷纷内置了PowerVR的图形单元，而PowerVR GPU本身也因此拥有了50%以上的全球市占率。

       这一次，ImaginationTechnologies推出的Wizard系列是在PowerVR系列上新增的版本，根据官方的介绍，新的Wizard GPU能以真实世界的动态光线模式打造更具现场感的游戏与应用程序，实现动态柔性阴影、真实反射与透明度等先进光线效果。这些效果是以前在移动设备上所无法实现的。

       简单来说，Wizard架构是PowerVRSeries6XT Rogue 架构的光线追踪版本，在流水线中增加了新的功能，能实现完全动态光线与阴影的精确实时建模。因此，Wizard GPU支持并兼容 PowerVR Rogue 架构，这相当于给开发人员降低了适应的难度，他们无需耗时学习新的GPU架构就能开始利用Wizard GPU的光线追踪功能。 

专用模块搞定光线追踪

图中左下角的RTU即是Wizard GPU内置的光线追踪单元

       我们知道，即便是桌面级强大的CPU和GPU相配合，要实现高强度的光线追踪运算也不是那么容易的，那相比之下绝对性能更弱的移动GPU如何能完成这样的任务呢？Wizard GPU的解决思路是除了在光线追踪算法上有根本性的突破之外，还在GPU中加入最优化的专用功能模块。只有这样，才能让光线追踪运算在当前功耗与带宽都远不如桌面平台的消费级移动设备上成为可能。

       Wizard光线追踪单元可以让GPU不需要执行复杂的着色处理，并能以最少的开发工作产生不错的效果。这套独特的硬件级光线追踪单元包括一致性收集引擎（coherence gathering engine）、固定功能交叉测试阵列（fixedfunction intersection testing array）以及加速场景层次产生器（acceleratedscene hierarchy generator），从阴影接受光线的情况，计算出它们的交集并产生更多的阴影。同时，Wizard架构通过加入新的硬件流水线，使得构建场景层次结构、光线追踪与其它操作可以并发处理，并保持了对现有可编程顶点操作的兼容，从而实现完全实时动态的环境生成。因此，Wizard架构相比采用通用GPU来运行相同的光线追踪效率可高出100倍。

软硬结合，手游画面的革命

       除了通过增加动态阴影、反射、透明、全域光线、环境遮蔽等特性为传统手游引擎带来更精美的画面之外，PowerVR Wizard GPU还能实现更多使用传统方式实现起来效率很低的功能。包括透镜扭曲矫正、柱状透视显示渲染、多视角渲染、关注点目标渲染、视线计算、碰撞侦测等等。

        因此，高效的着色集簇与低带宽需求的光线追踪技术结合在一起，可大幅度提升开发人员的发挥空间，光线追踪能为既有的游戏增加优异的阴影或光线解决方案，并让开发人员保留原本在游戏引擎和工具上的投入。

       UnityTechnologies旗下的Unity5引擎已经决定将Imagination Technologies的光线追踪软件整合到编辑器中。UnityTechnologies也表示会继续与Imagination Technologies合作，让 PowerVR的光线追踪能在 Unity游戏引擎中得到充分发挥。

       当然，PowerVRWizard 架构的低功耗特性除了适用于移动设备外，也能够进行扩展配置，来支持高端游戏机与消费类设备的互动影片渲染，就像PS VITA上使用的PowerVR多核心GPU单元那样——所以，将来的智能电视内置支持光线追踪的安卓游戏盒子也没什么好奇怪的。

延伸阅读：游戏中的光线追踪