探索前沿技术，打造高质量游戏：TGDC今年讲了哪些“黑科技”
发布时间：2020-12-15 10:07:43来源：GameLook
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或许，没有任何一个群体比游戏玩家更看重科技进步所带来的力量。毕竟，对于玩家而言，新技术的出现往往意味着全新的游戏体验。比如实时光线追踪技术的出现，就让我们首次可以在游戏中见到如同科幻电影般的光影世界，让一卡难求的RTX3080“比黄金和钻石还贵”。
云计算技术的进步，让卫星数据200万GB的《微软模拟飞行2020》成为了现实，为很多人带来了期盼已久的“地球模拟器”体验；而Valve推出的虚拟现实游戏《Half-Life：Alyx》，则让业内重新燃起了对VR技术的期待。
前沿技术对中国游戏产业的推动也是显而易见的。比如在过去一年里，以《和平精英》为代表的虚幻4游戏刷新了整体移动游戏的水准，更流畅的人物动作、更真实的建模让手游也具备了带来高品质体验的能力。米哈游独特的卡通风格光影渲染技术和勾线渲染技术，让前不久全平台发布的《原神》惊艳了全球游戏业。
作为互动娱乐形式，游戏一直是科技的“第一实验田”，新技术的出现也总能给游戏行业带来深刻的格局之变。然而对于大多数同行来说，如何将这些最前沿的技术用在自己的游戏里，或许才是最关键的问题。
在今年由腾讯游戏学院主办的第四届腾讯游戏开发者大会（TencentGameDevelopersConference，简称TGDC）上，帕斯亚科技CTO谢怡欣、腾讯互娱NExTStudios高级技术美术师谢渊、光子技术中心KevinWang、魔方工作室群《王牌战士》项目主美谢海天、NExTStudios高级工程师李奇和高级技术美术金力、研发效能部高级技术美术师刘凯，分别从程序、美术、音效等多个方面讲述了新技术对于游戏研发带来的提升。
对于游戏开发者而言，掌握游戏行业的最新风向、了解市场及用户需求变化，并学习资深从业者根据实际经验和案例总结的心得，最大化利用新技术优势带来高品质游戏体验，或许是TGDC更为重要的价值。
打造更真实的虚拟世界：如何用好光线追踪技术？
“光追”是业内近几年最热门的话题之一，通过实时光线追踪技术，游戏画面和场景可以更自然、逼真，而另一方面，由于运算量较大，光追技术往往需要较高的硬件性能、并导致掉帧现象。
对于这个问题，腾讯互动娱乐NExTStudios高级技术美术师谢渊在演讲中详细介绍了光追的优势与优化方案。
演讲中，谢渊以腾讯NExTStudios发行的《重生边缘》为例，介绍了光追技术常见的环境光遮挡、阴影、反射和全局光照等表现形式，展示了该技术还原游戏画面的光照与实景，最终让游戏画面更逼真、细节更丰富的效果。
在游戏当中，光线追踪技术的运用最难的地方在于全局物体的漫反射以及自然光的效果，空前的实时渲染运算量会造成巨大的性能消耗，以至于很多玩家都知道“RTXONFPSOFF”这样令人无奈的梗。
腾讯互娱NExTStudios高级技术美术师谢渊
他在演讲中提到，“光线追踪为我们打开了通往真实世界的一个大门，但光追再好，如果不能把它优化到我们需要的性能标准，也是没有办法推广的”。为了在保证性能的前提下实现光追技术，他根据自己的经验给出了多个光线追踪优化建议，比如关掉反射中阴影的计算、限制RT反射计算的最大距离以及在没有半透明物体场景关闭半透明反射计算等。
虽说光线追踪技术能够为我们打开“通往现实世界的大门”，但该技术对于游戏世界真实感的提升，却并不局限于写实风格的游戏，同样可以用在二次元游戏里。而作为一款二次元风格的RPG游戏，《王牌战士》独特的艺术风格和表现力同样征服了大量玩家。
在演讲分享中，腾讯魔方工作室群《王牌战士》项目主美谢海天则提到了卡通渲染的光线追踪问题，并详细解构了这款游戏色彩、造型和动画背后的“黑科技”。
对于卡通风格的游戏而言，想要让角色做到有色彩变化，需要处理漫反射环境中的颜色对比强度。不过，由于卡通渲染的光线追踪关系并不是基于物理写实的范畴，就需要通过直接指定渐变的形式，才能展现卡通角色更多的细节。
腾讯魔方互娱工作室《王牌战士》项目主美谢海天
在演讲的最后，谢海天说到，“所谓的黑科技，就是因为我们在做的时候，并没有前人做过，卡通渲染是充满未知变数的领域，我们在寻找各种各样的工具和道路来实现想要达到的效果，通过研究出来的工具，把非常好的画面呈献给大家”。
技术进步是游戏行业发展的重要动力，随着硬件升级、用户需求的变化，游戏精品化已经不只是趋势，而是所有人都要面对的现实，前沿技术的运用可以让更多开发者打造更出色的游戏体验，而光线追踪技术则是打造真实游戏世界不错的尝试方向。
打磨角色细节：妙用动捕与自动化内容生成
角色和动作是最容易让玩家产生代入感的元素，然而对于很多游戏，尤其是动作游戏而言，角色行为往往要求大量的制作资源，不仅提高了研发成本，还拖慢了项目节奏。
在角色动作的表现上，动作捕捉则可以节约研发团队的人力和时间。在题为“捕风捉影，让虚拟更现实”的演讲中，作为腾讯互动娱乐光子技术中心LeadMotionTechnician的KevinWang基于20多年的动作捕捉经验向同行们分享了他的动作捕捉心得与技巧。
KevinWang不仅参与过电影《阿凡达》的制作，还参与过《死亡搁浅》、《战神》以及《最后生还者》等大作的动作捕捉制作，他在提到动作捕捉对游戏开发价值的时候提到，动作捕捉可以节省人力、时间和成本，能够以最快的方式实时呈现概念，可以用相同的动捕数据拍摄不同镜头，利用多个角色替身，并呈现更为逼真的细节效果。
腾讯互动娱乐光子技术中心LeadMotionTechnicianKevinWang
不过，动作捕捉并不是简单的拍摄视频，还需要针对不同的动捕类型做大量的准备工作，比如光学摄像机校正、准备反光球以及拍摄关节活动等等。KevinWang在演讲中提到，并非所有的东西都可以用来做动捕，而且动捕数据需要数据清理、动作清理、镜头确认以及动画加强等后期处理才能真正运用到游戏里。
随着人们对游戏品质的要求越来越高，角色表情也成为了很多玩家关注的细节，捏脸几乎成为了MMO游戏的标配，原因很简单：角色面部的表现可以拉开与同品类游戏的差距，是展现游戏整体实力的关键。
在TGDC2020线上大会期间，腾讯互娱研发效能部高级技术美术师刘凯分享了FACS测量体系，从五官、情绪和口型三个方面打造独特的人脸艺术、并介绍了自研一站式面部技术解决方案Superman的优势与应用技巧。
刘凯表示，在实际的项目开发中，确认与遵循一套美术标准非常重要，能够提升团队沟通和游戏动画制作的效率，而FACS体系就是很多游戏大厂在用的标准，为了帮助美术高质量的量产，腾讯互娱研发效能部自主研发了Superman面部动画管线工具。
腾讯互娱研发效能部高级技术美术师刘凯
通过对自动化技术的探索和沉淀，Superman工具已经可以做到支持骨骼框架与Blendshape数据互传，能够用于不同风格的各类角色，而且只需要两步即可完成操作，让开发效率提升10倍以上，刘凯在演讲的最后说，“技术改变未来这件事，已经渗透在游戏的美术研发中，通过借助工具的能力，能够让美术抛开技术的限制，聚焦在艺术表现上”。
提高研发效率：Photogrammetry技术和向量化编程
对于很多中小研发团队而言，3D大场景所需要的美术资源和研发时间是难以承受的，腾讯互娱NExTStidios高级工程师李奇和高级技术美术师金力则向同行们分享了可以快速输入游戏场景资源的Photogrammetry技术，并通过实际案例介绍了高效率打造3D大场景的方法。
作为近年来在游戏业出现频率越来越多的词汇，Photogrammetry技术可以将对物体各个角度拍摄的照片导入软件，快速生成还原模型的外貌和颜色，用短短数小时的时间完成传统美术流程一周才能做到的事情。
在介绍Photogrammetry优势的同时，金力还指出了该技术的一些局限性，比如不适合非写实素材的制作，容易受到天气影响以及不适合生成表面反射光滑的物体等。在随后的演讲中，他详细介绍了从拍摄照片到3D还原、低模UV烘焙，最终导入游戏引擎的完整美术制作过程。
腾讯互娱NExTStudios高级工程师李奇/高级技术美术师金力
由于Photogrammetry技术受到天气的限制，拍摄照片往往会带有拍摄环境的光照信息，难免与游戏中的光照环境不一致，去掉贴图上的光照信息才能放在引擎中重新着色。随后，李奇则讲解了NExTStudios自研的去光照流程，通过多种方式实现去环境光遮蔽效果，与整个自动处理管线流程完美结合。
为了帮助游戏开发者降低维护成本，帕斯亚科技CTO谢怡欣在演讲中分享了向量化编程的概念，借助ECS框架、通过可读性更高的编写方式控制代码管理成本，提升游戏迭代效率。
帕斯亚科技CTO谢怡欣
谢怡欣认为，向量化编程不仅可以充分利用中高端硬件的计算资源，提升游戏代码的可读性，降低游戏的维护成本，还能够提升程序员的“内力”，适用于游戏客户端、服务器以及全栈等多种场景。
结语
面对充满不确定性的2020年，科技对于游戏研发而言会变的更加重要，引擎技术与研发工具的使用将成为精品游戏绕不开的话题。比如心动网络的联合创始人戴云杰就曾说，“公司过去一直在用Excel做游戏，现在才开始学会用引擎”。
作为游戏研发领域“传道受业解惑”的平台，腾讯游戏学院举办的第四届腾讯游戏开发者大会以“Game4Change”为主题，邀请了来自国内外知名游戏厂商与知名高校的30位一线游戏人及跨领域专业人士，直面当下的市场变化和机遇。
对于游戏行业而言，科技是第一生产力，在不断改变和颠覆着整个游戏行业。六位嘉宾从光追、动捕、自动化内容生成以及编程等多方面的分享展示了TGDC对于行业热度和发展方向的精准洞察，通过专业化与开放式的内容分享向同行们展示了新技术的优势与在游戏研发当中的应用，引领业内开发者最大化利用科技优势，为玩家和行业打造更出色的精品体验。
本次大会的所有嘉宾演讲视频已在官网全面上线，欢迎点击左下方“阅读原文”进行回看。