文/VR陀螺 ZJ

經(jīng)過(guò)多年的努力，Epic Games終于為游戲開(kāi)發(fā)者推出了虛幻引擎5的EA版本，這是該公司用于制作具有高度逼真3D動(dòng)畫(huà)的游戲工具的最新版本。為了展示它，Epic Games發(fā)布了一個(gè)驚人的視頻，在視頻中展示了該引擎如何渲染一個(gè)游戲空間，并忠實(shí)地再現(xiàn)了美國(guó)猶他州摩押的大片紅巖地貌。

虛幻引擎5演示（來(lái)源：YouTube）

Epic成立于1991年，現(xiàn)在有3200名員工。雖然該公司通過(guò)《堡壘之夜》為玩家創(chuàng)造了很多樂(lè)趣，但其推出的虛幻引擎是創(chuàng)造和開(kāi)發(fā)游戲的基石。

自從上一代引擎推出以來(lái)已經(jīng)過(guò)去了七年，將于2022年正式發(fā)布的虛幻引擎5是該公司目前的最高技術(shù)成就。EA版本的推出將讓游戲開(kāi)發(fā)者能夠開(kāi)始測(cè)試新功能，并為他們即將推出的游戲制作原型。Epic并沒(méi)有透露開(kāi)發(fā)虛幻引擎5花費(fèi)了多長(zhǎng)的時(shí)間，也沒(méi)有說(shuō)有多少員工參與到了這項(xiàng)工作，但可以肯定的是，員工中有很大一部分都參與其中。

Epic Games工程部副總裁Nick Penwarden在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)表示，虛幻引擎5將為下一代游戲提供更高的自由度、保真度和靈活性。

他表示，游戲開(kāi)發(fā)者將能夠毫不費(fèi)力地使用突破性的新功能，如Nanite和Lumen，它們?yōu)橐曈X(jué)保真度帶來(lái)了新的飛躍，新的World Partition系統(tǒng)能夠創(chuàng)建具有可擴(kuò)展內(nèi)容的廣闊世界。

像往常一樣，Epic將在內(nèi)部對(duì)引擎進(jìn)行測(cè)試，因?yàn)樗鼫?zhǔn)備將應(yīng)用虛幻引擎5的《堡壘之夜》推廣到所有平臺(tái)上。Epic表示，其將使所有行業(yè)的創(chuàng)作者都能夠?yàn)橛脩?hù)提供令人驚嘆的實(shí)時(shí)內(nèi)容和體驗(yàn)。目前虛幻引擎5的EA版本只在游戲開(kāi)發(fā)工作流程中進(jìn)行了測(cè)試，并為游戲開(kāi)發(fā)者提供了親身體驗(yàn)一些新功能的機(jī)會(huì)。

針對(duì)所有行業(yè)的其他功能和其他改進(jìn)將作為2022年初發(fā)布的虛幻引擎5正式版的一部分推送給開(kāi)發(fā)者，目前的技術(shù)還沒(méi)有做好發(fā)布的準(zhǔn)備。

渲染、光照，以及生產(chǎn)力的巨大飛躍

開(kāi)發(fā)人員還可以下載新的示例項(xiàng)目 "Valley of the Ancient"，以開(kāi)始探索虛幻引擎5的新功能。在Xbox X系列和PlayStation 5上拍攝的Valley of the Ancient是一個(gè)豐富而實(shí)用的例子，說(shuō)明了如何使用虛幻引擎5 EA版本所包含的新功能。

該演示的主角是一個(gè)名叫Echo的女性，她正身處于荒蕪的山區(qū)。來(lái)自Quixel的團(tuán)隊(duì)（Epic在2019年收購(gòu)了該公司）前往美國(guó)猶他州的摩押，使用無(wú)人機(jī)和相機(jī)掃描了大量巖層的數(shù)據(jù)。而制作演示的藝術(shù)家們用Megascans資源填充了這個(gè)場(chǎng)景，且沒(méi)有使用任何程序性或傳統(tǒng)的動(dòng)畫(huà)工具。

"我們想看看我們?nèi)绾问褂肕egascans資源來(lái)填充幾乎所有的Nanite內(nèi)容，"Ivey說(shuō)道。

該項(xiàng)目高級(jí)技術(shù)設(shè)計(jì)師Chance Ivey還通過(guò)遠(yuǎn)程視頻帶我看了一個(gè)演示。即使在遠(yuǎn)程觀看時(shí)，我也能看到它擁有大量的細(xì)節(jié)，因?yàn)镮vey可以放大一塊真實(shí)的巖石，并放大顯示覆蓋幾平方公里面積的地形。Ivey說(shuō)，該演示以每秒30幀的速度運(yùn)行，這比許多的射擊游戲要慢，但對(duì)人眼來(lái)說(shuō)，其速度仍是真實(shí)的。在某些時(shí)刻，它在高端機(jī)器上的顯示可以達(dá)到每秒50幀。

"我們的目標(biāo)是在下一代主機(jī)硬件上達(dá)到30fps，"Penwarden說(shuō)道。"我們期望人們把目標(biāo)放至每秒60幀。這實(shí)際上是根據(jù)游戲內(nèi)容本身做出的選擇，但虛幻引擎5能夠提供每秒60幀的體驗(yàn)。在這種情況下，我們選擇了絕對(duì)最大化視覺(jué)質(zhì)量。所以我們的目標(biāo)是30fps。但我們會(huì)支持每秒60幀的體驗(yàn)"。

最終所呈現(xiàn)出的視覺(jué)質(zhì)量是驚人的，因此當(dāng)我問(wèn)及讓數(shù)百萬(wàn)個(gè)多邊形進(jìn)入一個(gè)具有豐富細(xì)節(jié)的場(chǎng)景，并實(shí)時(shí)快速移動(dòng)的訣竅是什么時(shí)，Penwarden表示：“訣竅是在我們使用的算法和技術(shù)中加入了大量的智能工程。”

其繼續(xù)說(shuō)道："Nanite能夠確保我們只把圖形周期花在你能真正看到的細(xì)節(jié)上。當(dāng)你穿越環(huán)境時(shí)，它的數(shù)據(jù)會(huì)保持流進(jìn)和流出。因此，我們不需要預(yù)先將你可能看到的所有三角形填充到內(nèi)存中。它能夠非常智能地選擇LOD（細(xì)節(jié)級(jí)別），以非常平滑和連續(xù)的方式進(jìn)行全面渲染，這樣我們就能夠?qū)崟r(shí)提供微觀的多邊形細(xì)節(jié)。”

在演示場(chǎng)景中，世界是一張大地圖，而不是將一堆預(yù)制的零件拼在一起。然而，藝術(shù)家們可以在不干擾對(duì)方工作的情況下在分區(qū)上工作。藝術(shù)家們可以只加載他們需要的世界部分，并在上面工作。在演示中，Echo的身體動(dòng)作被捕捉并帶入場(chǎng)景，因此她可以流暢地跳過(guò)一些像素，像人一樣自然行走。

在視頻中，Echo碰到了一個(gè)叫做 "Ancient"的巨大機(jī)器人生物，它是由Aaron Sims創(chuàng)意公司在虛幻引擎中創(chuàng)建的，這個(gè)生物是由納米網(wǎng)格和5000萬(wàn)個(gè)多邊形組成的。

圖源：Epic Games

"我們的目標(biāo)是下一代硬件，高端PC，"Ivey說(shuō)道。"重要的是讓開(kāi)發(fā)者了解虛幻引擎5的內(nèi)部情況。我們希望人們對(duì)其進(jìn)行探索并給我們反饋，并利用它準(zhǔn)備他們的下一個(gè)項(xiàng)目。在虛幻引擎5中會(huì)有許多不同的構(gòu)建地圖的轉(zhuǎn)換工作流程，它們可以在EA版本中獲得。"

與2014年首次亮相的虛幻引擎4相比，虛幻引擎5的視覺(jué)效果要好很多。

"如果想了解場(chǎng)景的復(fù)雜性，可以看到場(chǎng)景中更多數(shù)量級(jí)的對(duì)象，"Penwarden說(shuō)。"我們看到的是數(shù)量級(jí)更多的三角形，所以我們說(shuō)的是數(shù)以?xún)|計(jì)的三角形，而傳統(tǒng)游戲中的三角形可能只有一兩百萬(wàn)。"

新功能詳解

Nanite

開(kāi)發(fā)人員可以使用虛幻引擎修改該項(xiàng)目并使其成為自己的項(xiàng)目。新的Nanite虛擬化微多邊形幾何系統(tǒng)使開(kāi)發(fā)者可以創(chuàng)建具有大量幾何細(xì)節(jié)的游戲。

圖源：Epic Games

虛幻引擎5現(xiàn)在能直接導(dǎo)入由數(shù)百萬(wàn)個(gè)多邊形組成的影視級(jí)質(zhì)量的源資源。開(kāi)發(fā)人員可以將它們放置數(shù)百萬(wàn)次，同時(shí)保持實(shí)時(shí)幀速率，并且沒(méi)有任何明顯的保真度損失。Nanite能夠智能地進(jìn)行流式處理，并且只處理你能感知的細(xì)節(jié)，這在很大程度上消除了多邊形數(shù)量和繪制調(diào)用的限制，并消除了耗時(shí)的任務(wù)，如將細(xì)節(jié)烘烤到法線(xiàn)貼圖和手動(dòng)編寫(xiě)細(xì)節(jié)級(jí)別（LODs）等等，使創(chuàng)作者能夠集中精力進(jìn)行創(chuàng)作。

Lumen

Lumen是一個(gè)全動(dòng)態(tài)全局光照解決方案，可以讓開(kāi)發(fā)者創(chuàng)建動(dòng)態(tài)的、可信的場(chǎng)景。有了Lumen，就能夠?qū)?chǎng)景和光照變化做出實(shí)時(shí)反應(yīng)，例如隨著時(shí)間的推移改變太陽(yáng)的角度，打開(kāi)手電筒，或打開(kāi)一扇門(mén)的光線(xiàn)變化。這意味著創(chuàng)作者不再需要編寫(xiě)光照?qǐng)D的UV，等待光照?qǐng)D的烘烤，或者放置反射捕獲，他們可以簡(jiǎn)單地在虛幻引擎編輯器中創(chuàng)建和編輯燈光，并看到與在主機(jī)中運(yùn)行游戲時(shí)相同的最終照明效果。

圖源：Epic Games

該場(chǎng)景具有全局照明，太陽(yáng)會(huì)向每個(gè)物體投射光線(xiàn)，這些光線(xiàn)會(huì)從物體上反射，或者改變陰影區(qū)域的外觀。隨著一天中時(shí)間的變化，你可以看到場(chǎng)景中的每一塊巖石后面的陰影都會(huì)產(chǎn)生變化。此外還有能提供具有成百上千萬(wàn)多邊形影視級(jí)對(duì)象的Megascans庫(kù)，庫(kù)中的素材由精心掃描成數(shù)字形式的真實(shí)物體組成，可供藝術(shù)家們將物品拖放到他們正在創(chuàng)建的場(chǎng)景中。

開(kāi)放世界場(chǎng)景

Epic的目標(biāo)之一是讓各種規(guī)模的團(tuán)隊(duì)都能更快、更容易、更有協(xié)作性地創(chuàng)建開(kāi)放世界。虛幻引擎5中新的世界分區(qū)系統(tǒng)改變了關(guān)卡的管理和流化方式，它自動(dòng)地將世界劃分為網(wǎng)格并流化必要的單元。

圖源：Epic Games

團(tuán)隊(duì)成員還可以通過(guò)新的 "One File Per Actor（每個(gè)角色一個(gè)文件）"系統(tǒng)在同一游戲世界的同一區(qū)域內(nèi)同時(shí)工作，而不會(huì)對(duì)彼此造成干擾。虛幻引擎5的數(shù)據(jù)層允許創(chuàng)作者創(chuàng)建同一世界的不同變化，例如作為存在于同一空間層的白天和黑夜兩個(gè)版本。

"與我們?nèi)ツ晗奶斓淖詈笠淮窝菔鞠啾?，現(xiàn)在是更開(kāi)放的，"Ivey說(shuō)道。"我們正在使用開(kāi)放世界的功能來(lái)展示這一點(diǎn)。世界分區(qū)（World Partition）是我們新的世界建設(shè)系統(tǒng)，其中一個(gè)功能是一個(gè)叫做數(shù)據(jù)層的系統(tǒng)，它允許我們非?？焖俚馗淖兪澜绲臓顟B(tài)。"

動(dòng)畫(huà)

創(chuàng)作者可以使用虛幻引擎5強(qiáng)大的動(dòng)畫(huà)工具集在動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的環(huán)境中創(chuàng)作詳細(xì)的角色。在環(huán)境中工作可以讓他們更快、更準(zhǔn)確地進(jìn)行迭代。

圖源：Epic Games

此外還有多款工具，如Control Rig，可以讓開(kāi)發(fā)人員快速地創(chuàng)建假體并在多個(gè)角色之間共享；開(kāi)發(fā)者可以在Sequencer中擺出假體，并使用新的Pose Browser保存和應(yīng)用這些假體；使用新的Full-Body IK解決器還可以輕松地創(chuàng)建自然運(yùn)動(dòng)。通過(guò)運(yùn)動(dòng)翹曲，開(kāi)發(fā)者可以動(dòng)態(tài)調(diào)整角色的根運(yùn)動(dòng)，以便用一個(gè)動(dòng)畫(huà)對(duì)準(zhǔn)不同的目標(biāo)。

當(dāng)攝像機(jī)在世界中移動(dòng)時(shí)，引擎知道如何在正確的細(xì)節(jié)水平上流進(jìn)正確的數(shù)據(jù)，從而使場(chǎng)景看起來(lái)很真實(shí)，但不會(huì)使計(jì)算慢下來(lái)。

MetaSounds

虛幻引擎5引入了一種制作音頻的新方法，即MetaSounds，這是一個(gè)高性能的系統(tǒng)，它可以完全控制音頻數(shù)字信號(hào)處理(DSP)圖的聲源生成。用戶(hù)可以管理音頻渲染的各個(gè)方面，以實(shí)現(xiàn)下一代程序化音頻體驗(yàn)。

圖源：Epic Games

MetaSounds類(lèi)似于一個(gè)完全可程控的材質(zhì)和渲染管線(xiàn)，能為音頻帶來(lái)程序化內(nèi)容創(chuàng)建的各種益處，包括由動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的資源、將游戲參數(shù)映射到聲音播放的能力，以及對(duì)工作流程改進(jìn)等等。

"我認(rèn)為它將改變?nèi)藗儗?duì)游戲中音頻的看法，"Ivey說(shuō)道。

編輯器工作流程

改良后的虛幻引擎編輯器提供了最新的視覺(jué)風(fēng)格，簡(jiǎn)化了工作流程，并對(duì)屏幕空間進(jìn)行了優(yōu)化，使其更易于使用、更快、更悅目。

圖源：Epic Games

"在虛幻引擎5中，我們已經(jīng)盡量擺脫了復(fù)雜的工作流程，"Penwarden說(shuō)道。"整個(gè)世界實(shí)際上只是一個(gè)大的地圖文件。而虛幻引擎5只是把那個(gè)地圖文件分割成一個(gè)個(gè)單元格，以供開(kāi)發(fā)者在編輯時(shí)使用。然后在運(yùn)行時(shí)，它會(huì)將其分割成流塊，然后動(dòng)態(tài)地流入和流出。我們可以對(duì)如何分割的細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)置，使之成為你所針對(duì)平臺(tái)的上佳選擇。在編輯時(shí)間方面，我們沒(méi)有把所有的東西都存儲(chǔ)在一個(gè)大的文件或整個(gè)級(jí)別的一個(gè)文件中。相反，我們以開(kāi)發(fā)者在地圖中放置的單個(gè)角色和對(duì)象的粒度來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。"

為了騰出更多的空間用于視覺(jué)互動(dòng)，Epic增加了輕松召喚和收起內(nèi)容瀏覽器的功能，并將編輯器標(biāo)簽?？吭诳烧郫B的側(cè)邊欄上。創(chuàng)作者現(xiàn)在可以通過(guò)一個(gè)新的收藏系統(tǒng)快速訪(fǎng)問(wèn)細(xì)節(jié)面板中的常用屬性，而主工具欄上新的創(chuàng)建按鈕可以讓他們輕松地將角色放入世界中。

Penwarden說(shuō)道："一個(gè)藝術(shù)家將能夠在不寫(xiě)代碼的情況下創(chuàng)建這樣的環(huán)境。根據(jù)游戲的復(fù)雜性，開(kāi)發(fā)者是完全能用藍(lán)圖來(lái)構(gòu)建游戲的。隨著開(kāi)發(fā)者的項(xiàng)目范圍和復(fù)雜性的增加，原生的C++ API就在那里，開(kāi)發(fā)者可以開(kāi)始工作，并真正擴(kuò)大他們的游戲內(nèi)容。當(dāng)然，就像虛幻引擎4一樣，開(kāi)發(fā)者也將能夠訪(fǎng)問(wèn)虛幻引擎5的全部源代碼"。

由于用戶(hù)界面都是可視化的，所以藝術(shù)家們不需要知道如何編碼就可以創(chuàng)建他們需要的內(nèi)容。

"我們希望用戶(hù)界面能有新的突破，"Ivey說(shuō)道。"藝術(shù)家或設(shè)計(jì)師可以盡可能地接近他們正在進(jìn)行的實(shí)際工作。有越來(lái)越多的工具可供開(kāi)發(fā)者們使用，人們可以在這個(gè)空間里工作，并且由于迭代時(shí)間減少，人們能更專(zhuān)注于創(chuàng)作，這能產(chǎn)生更好的結(jié)果。人們擁有的工具可以讓設(shè)計(jì)師和藝術(shù)家更緊密地合作。"

在生產(chǎn)力上，一個(gè)大的收獲是人們能夠獲得大量逼真的環(huán)境資源，藝術(shù)家可以輕松獲得這些資源，而不必以數(shù)字形式重新創(chuàng)造所有這些資源。

Penwarden說(shuō)："這實(shí)際上是為了盡可能地讓開(kāi)發(fā)人員將工作集中留在編輯器中，并允許他們進(jìn)行迭代和生產(chǎn)。"

MetaHumans

為了將角色填充到虛幻引擎5的世界中，開(kāi)發(fā)者在Metahuman Creator中創(chuàng)建的Metahumans與虛幻引擎4和虛幻引擎5都兼容。開(kāi)發(fā)人員可以注冊(cè)申請(qǐng)Metahuman Creator的早期訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，以開(kāi)始導(dǎo)入他們自己的Metahumans，或者簡(jiǎn)單地從Quixel Bridge的50多個(gè)預(yù)制數(shù)字人中下載任何一個(gè)。

圖源：Epic Games

Penwarden表示，Quixel是在Epic在開(kāi)發(fā)虛幻引擎5時(shí)的一次重要收購(gòu)，同時(shí)其他被收購(gòu)的公司也同樣重要，如3Lateral和Cubic Motion。

Epic的目標(biāo)是讓每個(gè)從事游戲工作的人都能從工作流程的改變中受益。Ivey表示，在同一個(gè)場(chǎng)景中工作的人越多越好，他們不應(yīng)該為了完成任務(wù)而互相等待。

"我們只是能夠讓藝術(shù)家們開(kāi)始瘋狂地建造東西，并能夠再次輕松添加它，且能得到其他人的修改，而不會(huì)互相干擾對(duì)方的工作，"Ivey說(shuō)。"這對(duì)生產(chǎn)力是一個(gè)瘋狂又巨大的提升。"

原文鏈接：

https://venturebeat.com/2021/05/26/epic-games-launches-unreal-engine-5-early-access-shows-massive-3d-scenes/