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显卡杀手!红色沙漠次世代新引擎独家解读:以假乱真的虚拟世界

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资料整编于:云千影Sorcer,已获得授权。

在2021年G-STAR游戏展的讲座中,来自《黑色沙漠》开发商Pearl Abyss的首席引擎程序员高光弦全方位展示了PA应用在《红色沙漠》 《多可比》 以及《PLAN8》三部新作中的次世代游戏引擎。


在得到官方授权后,我完整地看完了新引擎公开的全部内容,本期视频就来简单概括一下。

新引擎的杀手锏之一,让制作游戏变得更加快速便捷

首先是开发新引擎的理由,PA认为在做新游戏时最重要的一点在于“我们能否快速有效地制作游戏”。


因为随着端游质量的提高,做一款游戏需要越来越多人力物力和时间成本,开发周期动辄就是五年起步,十年都不一定能放出来,这就导致端游变成了一个高投资高风险,但是极低回报的项目,大厂不愿意冒险,小厂又没资本,所以大多开发商都转战手游了。

因此PA在新引擎上更加注重自动化,将大部分引擎中比较繁琐的流程,尽量做成“一键傻瓜式操作”,同时画质等方面肯定也有大幅度提升,就是更加贴近现实世界,起到以假乱真的效果,以此在保质保量的情况下,最大限度地缩短端游的制作周期,比如原本计划最快5年实现的端游项目,在新引擎的高效自动化功能加持下,可能就只需要两三年,真正实现质变,因此PA新世代引擎的问世,可能也将是重铸端游荣光的开端。

新引擎新方程,水面、天气效果更加逼真

现在看一个游戏的画质吊不吊,往往都喜欢先看水,那么先来看新引擎下《红色沙漠》的画面。


仔细观察会发现,红沙的水面非常灵动,骑马走过去水面会掀起第一波涟漪,当往后退的时候,会看到前面的波浪反射回来,形成了第二波“后浪”,这里他们的采用了离散式波动方程(Discrete Wave Equation)等技术,创造出了更加真实灵活的水面。

在8年前的前作《黑色沙漠》中就已经有了天气系统,可以看到昼夜和晴天雨天的交替,在红沙的那期讲解后面提到过,黑沙早期的研发成本只有100万美元左右,受制于经费,所以初代引擎的局限性很强。


而新引擎在天气系统的表现更加全面,还是以《红色沙漠》为例,游戏中的天气是实时变化的,除了昼夜交替,还会有下雨、下雪、起雾乃至沙尘暴之类的具体表现,在雪地或者沙地沼泽中行走,地上都会显示出凹陷的轨迹。

简单科普的知识——黑沙中的部分背景设定

说到雪地场景,我们有必要了解一下黑沙中的雪山场景——无尽雪山曾经被称作黄金山,而统治那里的是黄金龙拉布雷斯卡,这点是在黑沙去年推出的职业来自雪山的守护者,她的背景故事中提到的,不知道什么原因,后来黄金山变得终年寒冬,成为了现在的雪山。


更有意思的是在《红色沙漠》中来自北方雪山的麦德弗,最后也将与一条巨龙成为同伴,骑着巨龙称霸红沙的世界。那么可以大胆猜测红沙中的飞龙最初设定可能就是黑沙雪山的支配者拉布雷斯卡,亦或者他的同族或者祖先,因为在雪山和德利勘这一带还诞生了不少龙族,比如红龙加莫斯和经典的沙龙罗裴勒。


不过遗憾的是,红沙的新引擎应该不会用到现在的黑沙身上,两者不互通,除非再过几年黑沙画质第二次重制才有可能。


那么接着看引擎效果,在极端天气中,各种场景之间都会存在互动,可以看到在暴雪天气下,地上的雪是慢慢堆积起来的,狂风也会卷起尘土和树叶,并且这些飞絮还有摇晃的树枝,都是随着风力大小浮动的,显卡的香气直接溢出屏幕。

游戏中所有物体也都有碰撞体积,大风吹过后,地上的落叶会随角色的走动而飞散,包括在战斗中,周围的环境也会做出大量反馈,释放大型魔法的时候可能周围就会尘土飞扬。


总之这一代引擎中的所有物体都不再是简单的贴图。


那么如何避免穿模或者出现育碧特色?

这方面就又涉及到另一项技术——流体模拟:Fluid Simulation


通过最新改良的粒子系统呈现出的沙漠环境更加生动,同时能让物体表面排斥流体,在雾气中仍旧可以清晰地看到角色的完整身形,其他草木也都是若隐若现的感觉。

新引擎的流体模拟技术还能精密计算出空气的流动,模拟出空气的作用力和反作用力,从而实现各种碰撞效果。

新引擎的杀手锏之二,更加智能的AI,更加真实的载具

在黑沙中有自动寻路功能,但是不太聪明,很容易就自己撞墙了,对此新引擎也对AI和寻路系统做出了全面升级,因为红沙的战斗是以佣兵团为单位,即便不进行多线操作,身后偶尔也会有佣兵自动跟随。


而在另外的两款新作,《多可比》以及开放世界射击类MMO 《PLAN8》,也会有大量的NPC和来往的车辆,同时玩家也可以自由地选择载具驾驶,比如汽车、马车、摩托、船只乃至飞行器,甚至红沙中的飞龙其实也算在内。


这里开发者展示了《PLAN8》研发中的一段驾驶画面。

而在《PLAN8》的建模方面,则是着重展示了机甲的移动效果。


在《PLAN8》中你可以改造身体,也可以制作机甲驾驶,并不是那种传统的FPS,而是更加科幻的,融入了射击元素的MMORPG网游,预计在2023年正式公测。

新引擎的杀手锏之三,场景破坏效果让战斗更加震撼逼真

而这次新引擎技术中最让我感到激动的还是场景破坏功能,《黑色沙漠》在城战的地形设计上非常巧妙,并不是那种聚一波人进去开始站撸,比谁充钱充的多,而是需要决策者提前去研究整个战场区域的地形。


之前我举过梅地亚城战通过下水道绕后奇袭的例子,还有很多地方可以利用高低差围点打援,或者利用九代天马直接越过城墙来一波伞兵天降,亦或是前线拉扯,后面组织一批拿攻城斧的队伍,通过公会召集功能直接传到对面基地换家等等,有非常多的策略选择,各个服务器的历史上基本也都出现过一家公会利用地形和战术以少胜多的案例。

但是黑沙中却并没有充分应用场景破坏,主要还是之前的技术有限,想要在大规模的开放世界实现这一点难如登天,而且除了计算量和成本呈几何倍数增长,还要面临场景破坏对玩法的巨大影响,以及后续的优化等问题。而PA目前基本已经解决了这些问题,并且还超额完成了任务,下面是《红色沙漠》城战中的一段画面


可以看到当上方木板坠落,碎裂后带来的连锁冲击,会引发二次破坏,将下面的物体也一起压碎,这个功能暂时命名为Breakable,在新引擎中可以非常简单的利用此功能,直接设置可破坏的对象。

再重复看一下这段演示,仔细观察会发现,不仅存在联动破坏反应,而且对单一物体而言,破坏也并不是一次性的,比如左侧大炮底下的木板,它在断裂后划分成了无数个木块,而当这些木块撞击到地面,每个木块又会再次碎裂成无数个小木块,这是对于中小型的物体而言,再来看看大型建筑的破坏。

《红色沙漠》中存在枪械火炮和魔法等设定,当你使用爆裂魔法或者用炮弹轰炸到柱子上时,物体会根据落点逐层分裂,受到冲击的部分被摧毁,但其余部分会保持完好散落到周围,碎裂的部分也不会马上消失,还可以继续破坏。


这个功能叫做分层破坏结构,预计会在《红色沙漠》中的很多地方应用这一功能,届时在攻略大型BOSS和城战的时候,会比前作黑沙增添更加丰富多样的战术选择,不过优化问题虽然有了突破性的进展,但并没有完全解决,保证在单人或者少量人在线的情况下做到流畅是没问题,但像黑沙那种几十上百人以上的大团暂时就无法确定了。

新引擎的其他强力技能——布料模拟


下面是展示了一段应用于《红色沙漠》中的布料模拟技术,可以看到角色身上穿的熊皮大衣,乃至头发和其他饰品都是由此建立的。

还有《多可比》中超人变身的场景,这是利用引擎中的材料系统进行调色编辑而成的,就类似创意工坊的设定,可以调取出各种素材,拼接成想要的内容。

新引擎的其他强力技能——远景加载的分层代理

之后是很多玩家关心的远景和加载问题,因为黑沙中的远景做得比较差,偶尔也会出现地图卡加载的情况。


对此高光弦拿出了新引擎中一个叫做分层代理(Hierarchical Proxy)的功能,因为游戏中每当人物过图,就会向远端服务器递交数据,然后返回客户端,再从客户端抽取地图数据,为了防止服务器造成的卡图,红沙等游戏会分层加载整个无缝地图,比如来到广阔的平原眺望远景,当地图加载到第一层代理的临界点,马上就要出现卡加载的时候,就会直接切换到下一层代理,以此类推。



开头提到新引擎非常注重高效自动化,因此可以看到图中这些树木农田的场景都不是手动拼接,而是由引擎自动生成的,并且还可以逐个添加材质面积等参数,连近景的细节也可以一起自动生成。


之后还有如图中所示的长草功能,也是通过功能选项就可以直接覆盖上去,还可以自定义密度。

这应该也得益于人工智能的快速发展,再过几年说不定都能开发出AI来全自动做游戏了。

新引擎的其他强力技能汇总简介


新引擎为了增加近景的表现力,还另外做了一套阴影效果,可以看到开关阴影前后的两张对比图片

关于天气和光照系统,在这方面红沙在近距离采用的手法(Froxel)类似于荒野大镖客2中的大气云雾技术,但是它在内存和性能上都不适用于远距离,所以其他的部分都会用别的技术展现

图中可以看到《红色沙漠》在早中晚不同时间段的天空整体表现


每种天气的切换并不是相互独立的,而是直接一次性处理所有的天气现象,所以整个过程是循序渐进的,不会突然断片。


在光线步进(Raymarching)方面,PA也研制出一个全新的升级方法

最后来快速浏览一下新引擎的光追以及其他光照和阴影,在多种效果下的对比截图





那么本期介绍就先到这里,这些只是展示了新引擎的一部分功能,估计不到三分之一。

而本次演讲的重点我觉得其实是想要告诉全世界,PA研制的新引擎,不仅画质全面升级,最主要的是实现了能够大幅度缩短游戏研发时间的高效自动化技术,并且PA的自研引擎不是做完引擎再去适配游戏,而是完全以游戏的需求来定制引擎。

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