虚幻引擎5挺喷鼻,但真的有需要吗?

前天晚上,美国游戏开发商 Epic Games 宣布虚幻引擎更新到了第五代(Unreal Engine 5),并公布了一段 PlayStation5 上的真机演示视频

作为 Epic Games 为第一人称射击游戏而专门设计开发的游戏引擎,虚幻引擎名声不小,《彩虹六号》、《战争机器》、《绝地求生》、《堡垒之夜》等重量级射击游戏都选择了它。如今距离虚幻引擎 4 的初次露面已经过去了八年,Epic Games 终于做好了 5。

虚幻引擎 5 有多强,看视频表现最直观:

在这段清晰度冲破屏幕、细节直接让人大脑过载的视频里 ,虚幻引擎 5 疯狂炫技,无论是光线在不同材质上的反射表现还是游戏中模型的无限细节,都让玩家有被次世代加速怼脸的感觉。

“Unity 自动挡玩家看见一列磁悬浮呼啸而过”

视觉上的冲击让不少外媒给出了“前所未有”、“真正的次世代”这样的高评价,然而虚幻引擎 5 到底在哪些技术上取得了突破,对玩家和游戏行业来说又意味着什么,不是一句“次世代已经到来”就能够概括的。

解放美术师的新技术

据 Epic 开发人员介绍,虚幻引擎 5 能做到“实时渲染细节能够媲美电影 CG 和真实世界”,主要用到了两大核心技术,Lumen 和 Nanite

虚幻引擎 5 的第一支柱,是所谓的 Lumen 系统。它是一套全动态全局光照解决方案,能够对场景和光照变化做出实时反应。

在演示视频中,改变光源方向时,山洞里的光线立刻开始跟着变换,而且在石头、山崖间不断反射,连没有直接被光找到的地方也有光感,即使没有用到光线追踪,也能产生和真实世界一样的照明效果。

关掉 Lumen 之后,漫反射效果消失

Epic 表示,这种动态照明系统将让光照贴图成为历史。小到打开手电或在天花板上开个洞,大到日出日落和天象变化,美术师仅需在引擎上放置一个光源,就能立刻看到光照效果,而不用再在开发过程中每移动一次光源就得等贴图烘焙完成。

其实类似的光线追踪效果也不新鲜,2018年英伟达发布的实时光线追踪算法 RTX 已经在《我的世界》里用上了。

RTF 实现的效果与 Lumen 类似

但在主机上实现实时光线追踪,这还是第一次,更别提“在宏大而精细的场景中渲染间接镜面反射,和可以无限反弹的漫反射”了。在下图中,即使在没有直接光照的暗处,玩家也能看到反光的金属盾牌,光线就像在现实中一样在物体表面不断漫反射,游戏中的每一帧都逼近电影 CG 的质量。

Epic 提到,动态全局光照除了效果更真实、渲染更快捷之外,还可能改变游戏玩法。演示视频中被照到的甲虫四处逃窜,和光源产生了互动。

游戏内要素和动态光源的互动能产生的可能性非常多,比如用在游戏的解谜关卡里,用在迷宫的指示上,或者用在视野受限的恐怖游戏里。

被正午光线照到才会出现的沃力达.诺神庙

虚幻引擎 5 的第二大技术,是微多边形几何体渲染技术 Nanite。Ninante 能让美术师直接在游戏中表现出超高精度的模型,而不受贴图面数预算的限制。

在现有的开发引擎上,美术师被模型面数掐的死死的,把大量的时间耗费在高低模之间的转换工作上。举个例子,《塞尔达传说:旷野之息》中,林克模型的贴图面数是 1.2 万面,比《天空之剑》里的林克面数多了两倍,已经创造了整个系列的新纪录。

1.2 万面已经很精细了

然而作为对比,使用了 Nanite 的游戏画面里多边形再也没有数量的限制,可以多达上百亿个。下图中坑坑洼洼的表面并不是噪点,而是不计其数的多边形,每一个多边形都是模型的一面,都有不同的色彩表现。

在 Nanite 的支持下,美术师不需要再牺牲高清素材手动导出法线贴图,再贴到面数比较少的低模上,在机械重复的工作上浪费时间,而是可以直接把电影级别的高清素材导入引擎。无论是 Zbrush 扫描好的模型,还是 CAD 扫描数据,都能在虚幻引擎 5 里导入,画面质量不会再有任何损失。

多边形如此不值钱,以至于演示视频中的一个杂鱼都能有 3300 万个多边型。

直接用 Zbrush 导入的,3300 万面的杂鱼距离实际应用还有多远?

面对这种高水平的画面效果,我当然是兴奋的,当然是想尽快买进 PS5 的。然而只凭这段演示视频,还是不能高兴的太早。

首先,如果不出意外,虚幻引擎 5 预览版将在 2021 年初发布,2021 年底才能发布完整版,在实际开发过程中是否真的能实现“光源变化立等可见”、“一键导入高精度模型”等功能,还要等明年才能见分晓。

而对于玩家来说,实际体验到虚幻引擎 5 的等待时间可能更长。

过去几年里,游戏开发的成本不断上升,3A 大作的开发周期也越来越长。虚幻引擎 4 发布四年后,才出现了第一批用它开发的游戏,而即使是今天,实机效果达到虚幻引擎 4 演示画面的游戏也不太多。因此保守估计,玩家想要玩到 Epic 演示视频里那样高质量的游戏,怎么着也得五年之后了。

8 年前的虚幻引擎 4 演示画面,今天看来还是挺不错的

对于游戏开发者而言,另一种声音是“更愿意看到更低成本,更高效的 pipeline”,而不是更逼真的光照和更大的多边形数量。并伴随更高质量的画面而来的,是更高的投入和更大的风险,对于开发者而言这也许不完全是一件好事,反而可能求稳为上,失去了探索新玩法的机会。毕竟引擎只是开发工具,游戏的核心竞争力还是游戏到底好不好玩。

最有力的证明,可能就是在 Epic,微软,英伟达都在为更真实的光线、更精细的模型而奋斗时,任天堂表示自己完全不在乎,并且把游戏人物全都变成了折纸。

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