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遊戲世界的亨利·福特

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 亨利·福特生產了第一輛T型車,他引入流水線和標準化工業生產的方式,使汽車成為了一種大眾產品。


  一位名叫約翰·卡馬克(John Carmark)的人則是遊戲世界中的亨利·福特。他和他的id Software首先開創了「遊戲引擎」的商業授權模式,使遊戲引擎成為了一種標準化和模塊化產品,催生了一個新的行業。


  有句話在這個圈子裡是這麼說的:上帝花6天創造了這個世界,而id Software則用6款遊戲創造了個人電腦的3D世界。


  聽起來口氣可真是不小。我們可以先解釋一下這些Geek們為什麼會這麼想。今天的遊戲製作中,遊戲引擎(Game Engine)的地位其實真可以與汽車行業裡的引擎相提並論了。它從最初的圖像渲染引擎(包括2D和3D),逐步發展到了物理引擎、碰撞檢測系統、音效和腳本引擎、人工智能,以及場景管理等諸多方面。可以說,它是控制著所有遊戲功能和效果的主程序。


  英佩遊戲(EPIC Games)全球授權業務總監吳灝說,引擎就像是一個遊戲的骨架,「它是一個遊戲大賣的必要條件。」


  現在我們想像一個典型的好萊塢動作電影般的遊戲場景:一名好警察被陷害,他選擇了逃跑,躲進一個破舊的建築物當中。壞警察們開始在外圍搜索,距離越來越近,場面十分緊張。突然,主角不小心碰到了一個玻璃瓶,玻璃瓶倒下發出了聲響。搜索的人聽到聲音之後迅速聚集,雙方交火,子彈四射,而最終主角在黑暗中神奇地逃脫。


  要在遊戲中實現這樣的效果,一方面人物的身體比例、皮膚、服裝等需要做得儘可能的逼真,這就需要用到遊戲引擎中的3D模型渲染;另一方面,警察們需要做出不同的動作,遊戲引擎中的動畫系統在這個時候派上了用場;主角碰倒瓶子,發出了聲響,這個過程涉及到引擎的碰撞檢測,它決定了不同的物體在碰撞時會產生什麼結果;此時,引擎的音效模塊就能製作出相應的聲效;接下來,引擎中的人工智能還可以給遊戲人物賦予一定的「智力」,壞警察們在聽到聲響後可以做出判斷和反應,向聲源靠近;最後,雙方在交火的過程中,各種火花、煙霧、爆炸效果通過物理引擎,加上聲效引擎的配合,展現在玩家面前。


  一個出色的引擎不能決定一個遊戲的最終賣座與否,但它可以讓關卡設計師和美工們有更多施展空間,把遊戲畫面做得更好,故事和劇情也更為精彩。


  卡馬克和他的id Software,正是以遊戲畫面的革命性進步奠定了「遊戲引擎」行業的基礎。


  1992年,基於id Software引擎的射擊遊戲《德軍司命部》(Wolfenstein 3D)問世,它在傳統畫面X軸和Y軸的基礎上,增加了一根Z軸,相當於在平面畫面上增加了一個向前向後的縱深空間。


  這根橫空出世的Z軸,給當時看慣了2D遊戲的玩家帶來了巨大的視覺衝擊。後來,卡馬克還推出了自家的遊戲《毀滅戰士》(DOOM),這一款首次採用商業授權創收的引擎,在畫面上又有了長足的進步。


  id Software引擎不僅宣告了3D遊戲時代的到來,也宣告了遊戲引擎專業化時代的到來。因為出眾的畫面效果意味著更高的開發難度、更大的開發成本。商業化遊戲產品的開發週期往往不長,很少有公司、尤其是大公司,會選擇從頭開始去開發一款遊戲引擎,那樣投入太高,風險太大,往往會得不償失,購買那些專業遊戲引擎公司的產品成了現實的選擇。


  在隨後近20年時間裡,引擎技術首先在畫面表現上取得了一次又一次的飛躍,id Software仍然有一席之地,但光芒已經被新生代們所遮掩了。來自美國遊戲公司EPIC Games的虛幻引擎,以及來自德國Crytek公司的CryEngine引擎成為了市場上的佼佼者,基於虛幻3引擎開發的《質量效應》、《戰爭機器》,基於CryEngine開發的《孤島危機》、《孤島驚魂》,幾乎成了當下檢驗遊戲畫面的最高標準。


  比如在光影效果的表現上,虛幻3引擎可以讓動態的角色在不同場景中,投射出同樣動態、柔和、有變化的模糊陰影,與現實世界更為接近。與虛幻3引擎處於同一時期的CryEngine2(下稱CE2)引擎,在光影效果的表現上甚至更強,它實現了3D遊戲畫面在光影表現上的一次重大突破。


  在現實環境中,自然界中的大部分物體對於光線都存在不同程度的反射率,這時這些光線的接收體也已經變成了「環境光源」,對其周圍的物體跟場景同樣能夠產生光照效果,形成一種「半亮半影」的自然過渡區域。在CE2引擎之前,幾乎所有遊戲都無法很好地描繪出這種間接光照的效果。


  CE2引擎通過成功地在同一光照效果引擎中整合兩種技術,分別負責直接光照和間接光照效果的渲染,使3D遊戲中的光影表現史無前例地接近了真實世界。


  除了光影效果,貼圖技術應用的好壞,也直接影響到整體畫面的質量。在射擊類遊戲中,在需要製造粗糙、破碎表面的時候,虛幻3和CE2引擎都使用了高質量的貼圖技術,被稱為「位移貼圖」技術。與傳統貼圖不同,位移貼圖可以營造被破壞物體的碎片「3D 位移」的效果,製造出更真實的破壞效果。


  這種專業引擎在畫面等方面的巨大技術優勢,成為了眾多遊戲廠商寧可花費數百萬甚至上千萬的授權費用,向EPIC、Crytek這樣的公司購買遊戲引擎,而不是自己去開發一款引擎的重要原因。Crytek公司中國區負責人蔡影甚至表示,遊戲公司花5年時間、投入上億元人民幣開發的引擎,眼下也無法與專業引擎相比。


  現實是,遊戲引擎的授權價格眼下正被逐步拉高。按照吳灝的說法,如果是以買斷的形式,用戶獲得虛幻引擎使用權的代價會超過千萬元人民幣,而CryEngine的授權費用會相對低一些,但也在「百萬級人民幣」。


  很多中國網遊公司現在也成為了這些專業引擎的客戶。搜狐暢遊《軒轅劍7》的製作人孟凡說,搜狐既向國外購買引擎,同時也進行自主開發。他認為使用自研引擎的最大優勢是將來進行升級比較方便,但也承認「技術難度比較大,需要多年的技術沉澱。」


  這種技術沉澱能力對EPIC、Crytek這樣的專業遊戲引擎公司而言顯得更為重要。它們在行業中的地位和話語權,本身就來自其建立起來的技術優勢和技術影響力,它們也有著不同的行事風格。


  在遊戲引擎的商業授權領域,現在EPIC佔據了一半以上的市場份額,有200多款遊戲、100多家遊戲製作公司在使用虛幻引擎,來自眾多廠商的使用和反饋又幫助EPIC看清行業發展的技術方向,不斷地改善引擎質量。虛幻引擎還保持著每週一次的更新速度,是一個傾向於市場化導向的產品。


  與EPIC相比,Crytek更像是一個技術尖兵,不斷挖掘引擎技術的最大潛力。這一方面為它帶來了巨大的聲望和影響力,但其對硬件配置的要求也較高。使用Crytek引擎的最具代表的遊戲是《孤島危機》系列,從第一代到第三代,每一款產品都被玩家稱為「顯卡殺手」。這在一定程度上,限制了Crytek商業化的程度。


  遊戲引擎的技術升級是個無窮無盡的過程。EPIC和Crytek在不久前分別發佈了最新的遊戲引擎—虛幻4和CE3。


  基於虛幻4引擎《尋龍》是第一款在國內實現了無縫世界大地圖的網遊。玩家可以從世界的一端連續跑動到另一端,而不會出現任何傳送、場景切換之類在眼下其他網遊中的慣常做法。


  在技術上,虛幻4可以將遊戲世界通過自己開發的工具切分成很多小塊分別保存,玩家在遊戲中移動的時候,能計算他周圍能看到的景物的範圍,然後把這個範圍內的景物從硬盤讀入內存中並顯示出來。「通過這種方式,虛幻4引擎實現了遊戲地圖的無縫連續加載。」EPIC遊戲製作人張健說。


  如果說虛幻4引擎更適合當下遊戲產品的迫切需求,那麼CE3引擎則一如既往地追求著技術領先的快感。CE3引擎最先進的概念是「動態實時全局光照」,理論上,它可以對不限數量的「面數」(需要渲染的畫面細節的數量)進行同屏渲染。玩家們唯一需要擔心的是他們的錢包—屆時,一塊能夠完美發揮這個引擎威力的顯卡的價格恐怕要高達5000元以上。


  如果把目光放遠一些,未來遊戲引擎在應用上將遠遠超出遊戲的範疇。比如它和電影行業的結合將會變得更為緊密。在「實時影視製作」方面,未來人們可以更多地參與到故事情節中,比如開放式結局的設置,影片的走向由觀眾投票來進行表決。大家坐在電影院裡不單單是作為一名消費者,同時也變成了一名內容生產者。這些都需要高質量的及時渲染系統進行配合,專業的遊戲引擎正是這樣一種平台。


  遊戲引擎眼下其實已經進入到了影視行業的一些應用領域。如同《丁丁歷險記》藍光光碟的幕後製作片段所透露的那樣,斯皮爾伯格利用了一套遊戲引擎工具,讓演員穿上這套工具在攝影棚中進行表演,而與此同時,他能在電腦中實時預覽這些表演在影片實際場景中的效果。


  最後我們回到那家名叫id Software的公司。關於它名字的由來一直是一個迷,有一種說法認為怪才卡馬克的靈感來源於弗洛伊德「本我、自我、超我」(id,ego,and superego)學說,另一種說法則認為,id是「in demand」的簡寫。


  從遊戲引擎的發展軌跡來看,你不妨認為這兩種說法都有道理。最初只是追求「本我」的id Software實際上也帶動了市場潮流,迎合了那些潛在的需要。並且,這個行業的潛力還遠未到被完全發掘的時候。


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