现在是不是没办法做出高速旋转的物体

TruePlay

由赛车游戏轮毂想到的一个问题，发现现在的3D技术没有办法让一个建模真正的进入到高速的旋转状态，所有赛车游戏的轮毂产生高速旋转效果都是悄悄地换了一套动态模糊的贴图动画的障眼法，有做的好的比如gt7，有做的效果很差的，比如地平线5。
那么，让3D建模真正的高速旋转是非常吃cpu导致开发者为了优化选择贴图代替，还是目前技术上不可行？

TruePlay

问了ai

一、真正的问题其实不是“CPU转不动”

很多人第一反应会觉得：

“是不是轮毂转太快，CPU算不过来？”

其实不是。

现代GPU/CPU让一个轮子每秒转几千圈，本身几乎没什么压力。

真正困难的是：

“高速旋转后的视觉正确性”

也就是：

运动模糊
快门曝光
亚像素闪烁
锯齿
时域稳定性
辐条频闪（wagon-wheel effect）

这些问题。

二、人眼其实根本看不清高速旋转轮毂

现实里：

一个赛车轮毂在：

200km/h
300km/h

时，轮胎转速会非常夸张。

例如：

时速300km/h的GT赛车轮胎：

轮胎直径约0.68m
每秒大约转39圈
约2350 RPM

这意味着：

轮毂辐条在一帧里的位移极大。

假设游戏：

60FPS

那么：

每帧只采样一次。

轮毂在一帧之间已经转过：

39÷60≈0.65

也就是：

一帧转了接近 234 度。

60
39
        ​

×360
∘
≈234
∘

这时候如果你真的直接渲染：

清晰轮辐
实际旋转模型

会出现：

闪烁
抖动
摩尔纹
锯齿爆炸
倒转幻觉（轮子像反向旋转）

这其实比“假模糊”更难看。

三、真实世界里轮毂本来就是模糊的

现实中的相机：

并不是“冻结每一帧”。

而是：

有曝光时间
有快门时间

因此高速旋转物体天然会形成：

径向模糊
条纹融合
半透明圆盘感

所以游戏里：

真正“真实”的效果反而是：

高速时看不清辐条。

这也是为什么：

很多赛车摄影里：

轮毂是模糊的
轮胎是拉丝状
辐条消失

反而真实。

四、为什么GT7做得好，而FH5容易露馅

因为轮毂高速旋转的“假效果”其实很难做。

优秀方案需要：

正确的径向模糊
动态曝光模拟
时域抗锯齿
转速相关shader
法线变化
反射变化
HDR高光拖尾
刹车盘同步
半透明层混合

像 Gran Turismo 7 的方案：

会：

保留部分轮辐结构
模拟真实摄影感
保留金属反光
保留动态高光

所以看起来：

“像真的高速旋转”。

而 Forza Horizon 5 有时会：

直接切换低质量模糊盘
法线丢失
反射变化不真实
模糊层过于平面

于是你会一眼看出来：

“这是贴图”。

尤其：

FH5在某些轮毂上：

模糊盘像纸片
缺少厚度
缺少真实曝光感

很容易穿帮。

五、现在技术上能不能“真转”？

其实可以。

甚至很多游戏内部：

低速时就是“真实旋转模型”。

但问题在于：

高速时真实旋转 ≠ 真实视觉

因为：

真正正确的方法应该是：

“时间积分渲染”

也就是：

一帧里不是采样一次轮子位置。

而是：

采样：

16次
32次
64次

然后积分成真实运动模糊。

这才接近现实摄影。

但问题来了：

整个游戏如果都这样：

性能会爆炸。

因为这等于：

一帧渲染几十次运动状态

尤其：

反射
阴影
光追
SSR
TAA

都会复杂很多。

六、离线CG其实已经能做到“真正高速旋转”

电影CG：

比如：

赛车电影
汽车广告
Blender/Cycles
Houdini
Unreal离线渲染

其实可以真正让轮毂高速旋转。

因为：

它们使用：

多时间采样
真正的motion blur
temporal accumulation

所以：

高速旋转轮毂会自然形成真实模糊。

而不是贴图切换。

七、为什么游戏必须“作弊”

因为游戏必须：

实时
60FPS
120FPS
低延迟

而真实运动模糊：

本质上非常昂贵。

所以行业里基本都默认：

“高速旋转物体用shader近似”

包括：

轮毂
螺旋桨
风扇
直升机旋翼

其实都一样。

很多直升机螺旋桨：

高速时甚至直接换成：

半透明圆盘。
八、未来会不会解决？

会逐渐改善。

尤其：

Path Tracing
ReSTIR
Frame Generation
Neural Rendering
Temporal Reconstruction

发展后。

未来可能会出现：

“真正基于时间积分的实时运动模糊”

而不是现在这种：

“贴图障眼法”。

但即使未来性能足够：

开发者可能仍会继续“作弊”。

因为：

人眼其实更喜欢“电影化的轮毂模糊”，而不是真实数学旋转。

这是一个很有意思的“真实 vs 感知真实”的区别。

技术性装怪

涨知识了         

ccxp

ai说的对，其实算出每帧位置没什么消耗，跟物品移动没什么两样