上一篇讲到，效果类查询可以每像素只发 1/4 条光线，再靠时空滤波重建回全屏。这就带出一个开光追的玩家都见过的现象：静止看水面还好，一转视角，粗糙反射和间接光那里就浮出一层颗粒；快速转身时，物体边缘还会拖出一条半透明的尾巴。这篇回答：这些颗粒是什么，降噪器凭什么把它抹掉，代价又是什么。

噪点的根源：一个像素要的是一个平均值

先纠正一个很自然的误解：像素的颜色不是“某一条光线的颜色”。真实世界里，一个点的亮度来自四面八方射过来的光的总和。渲染器要算的正是这个“所有方向的平均”，而方向有无限多个，算不完。所以路径追踪用 蒙特卡洛采样：随机挑几个方向发光线，用这少数几个样本的平均值代表整体平均。

每帧每像素只发 1 条光线，就是拿 1 个随机样本来猜这个平均值。猜得准不准是随机的，猜出来的偏差就是画面上那层颗粒。

关键在于偏差下降得很慢，大致按 1/N1/\sqrt{N} 走（NN 是样本数）：从 1 spp 提到 4 spp，误差只减一半；想让误差降到十分之一，需要 100 倍光线。正是这条平方根曲线，让“再多采样一点”从解法变成了不可能——实时预算就那几条光线，缺口只能靠降噪补 1。

同样是 1 spp，为什么有的地方干净、有的地方满屏颗粒

噪声大小取决于要估的那个分布有多“尖”。

面向一大片光源只算直接光时，几乎朝哪边扔都能碰到灯，样本彼此差别不大，平均一下就准，所以亮面和阴影内部往往很干净。

而间接光要弹几次才落到光源上，光源在场景里常常只是一个小而亮的区域。随机扔出去的光线绝大多数碰不到它，偶尔碰到的那一次带回极大的一笔。同一个像素，这一帧拿到 0，下一帧拿到 10——忽明忽暗，看起来就像画面在“沸腾”（boiling）。极端的版本叫 fireflies（火萤）：少数样本贡献极大，画面上冒出孤立的亮点 5。

要记住的是：噪点不是“画错了”，而是“估计得不够准”。

降噪器补的是什么：拿邻居和过去当额外样本

降噪器不在“推测画面里应该有什么”，它做的是用空间和时间上的冗余，去换那些没发出来的光线。

空间滤波：一个像素的邻居看的是同一块表面上附近的一点，光照理应差不多。把邻域的值加权平均，等于帮这个像素凑出更多样本。

时间累积：用 运动矢量（motion vector）把当前像素投影回上一帧，找到它当时在屏幕上的位置，再把历史值和新帧按比例混合。新帧的权重常取 0.1–0.2，也就是 80%–90% 的颜色来自历史 2；静止不动时，几十帧累积下来，等效样本数能从每像素 1 条涨到几十条。

SVGF 就是这套做法的范例：输入是每像素一条路径，先用时间累积提高有效采样数，再估计每个像素的亮度方差，用方差决定哪里该多滤、哪里该少动，最后走一遍小波滤波，2017 年的硬件上跑 1080p 约 10 ms 1。

它的全部本钱是“同一块表面在空间上大片相连、在时间上前后相似”。前提成立就能补；前提破了就会补错。

它会补错什么

拖影（ghosting）。 运动矢量描述的是几何的运动，但阴影和反射不跟着接收面走。影子从地面滑过时，地面的运动矢量长度是零，可“正确的历史”本该跟着影子移动；照着运动矢量去取历史，取到的是几帧前同一块地面的颜色，于是影子后面拖出一条浅色尾巴，而且这条尾巴和地面一样静止，用常规的遮挡检测抓不到 2。同一篇工作还给出两个同类失效：反射里的虚像在动而反射面不动；原本被前景挡住的背景露出来时，历史里那块记的是遮挡物的颜色。

糊掉细节（overblur）。 判断该滤多少靠方差：噪声会推高方差，方差大的地方就多滤。但反过来不成立——方差大不一定是噪声，也可能这里真有细节。在 1 spp 的输入下，渲染器分不清“这个像素亮是因为采样噪声，还是因为它本来就亮”，纹理的高频细节就和噪声一起被抹平。SVGF 的论文自己说，空间上算出的方差只是噪声的不完美代理：噪声会增加方差，但有方差不一定有噪声 1。NVIDIA 也提到，手工降噪器混得过多会丢掉高频信息，后面超分时没东西可用 4。

慢半拍（lag）。 历史占比越高越干净，也越“重”。镜头一转、光源一变，画面还拖着几帧前的信息。

对付拖影的标准做法叫 邻域钳制：把从历史取回的颜色限制在当前帧邻域颜色的取值范围里，偏离太远就作废。但它只是把问题换了个形状——钳制越强，鬼影越少，可有效历史丢得越多，噪声和闪烁就回来；钳制越弱，画面稳，鬼影就出来。SIGGRAPH Asia 2024 那篇改进钳制方法的论文给出了实验结论：最不闪的版本鬼影最多，最不鬼影的版本最闪 3。

另外要说明的是，降噪后是 有偏 的：蒙特卡洛本身是对的，只是不准；滤波用偏差换方差，结果更接近真实光照，但不再是无偏估计 1。所以降噪器必须按场景手调，开发者实际上在选择“我愿意接受哪一种错”。

看到症状，判断原因

  • 站着不动，颗粒还在轻轻沸腾：采样不够，降噪压不住。间接光和粗糙反射最容易出现。
  • 快速移动时，物体边缘或阴影后拖出半透明尾巴：历史复用失败，ghosting。
  • 转动视角时阴影或反射慢半拍：时间迟滞。
  • 整体发糊、远处纹理发软、反光像被抹过：空间滤波过度。

这四种症状在同一档光追设置里此消彼长。理解了这个权衡，就能解释一件常被当成“优化差”的事：为什么同一个光追档位，在不同游戏、不同场景里的观感差别会那么大——它们只是在同一根滑杆上落在了不同的位置。