3C資訊 瘋先生觀點

次世代虛幻引擎5背後技術?將對遊戲開發和電影帶來更大突破

前些日子 Epic Games 公佈旗下第一代虛幻引擎5(Unreal Engine5) ,也為了能夠展示次世代新引擎威力,利用 PlayStation 5 為示範,這個示範影片也直接讓全球遊戲產業和電影CG產業丟下一顆震撼彈,甚至也讓周遭不少從事影像工作的攝影師、電影後製團隊大量轉傳,起初還以為這只是一個 CG 動畫片,但是這是貨真價實的遊戲畫面,不過這次亮點反而是虛幻引擎5 大於PS5遊戲主機。

次世代虛幻引擎5背後技術?將對遊戲開發和電影帶來更大突破

 

好吧!大家還在糾結 Epic 送 GTA5 就是要換個資之時,話說回來還是要了解這家公司能夠替世界帶來什麼改變?

隨者兩台次世代遊戲主機 PS5 和 Xbox Series X 逐漸逼近,Epic Games 也揭開最新打造的優秀開發工具虛幻引擎5神秘面紗。

虛幻引擎是當前眾多遊戲開發商首選,自由跨平台特色和實用性以及出色畫面,如 Square Einx《最終幻想7 重製版》、《最終幻想15》以及微軟《戰爭機器4》和 Epic 自家推出的熱門遊戲《要塞英雄》全都是採用虛幻引擎。

次世代虛幻引擎5背後技術?將對遊戲開發和電影帶來更大突破

這次 Epic Games 趁疫情期間展示一段「Lumen in the Land of Nanite」影片,光是遊戲影片內的畫質、細緻度和光影反射,就讓人眼睛一亮,讓人無法了解現在到底是在看遊戲畫面還是在看電影,說不定未來可能你在玩遊戲還會被誤會是在看 CG 電影,連同坐在身旁的秉兒都直呼這畫面和渲染細節”極為”清楚,就能知道虛幻引擎5 將會是次世代第一把交椅。

(影片請開到最高解析度觀賞)

當你看完遊戲畫面後,是否都有一種反應,這怎麼可能是遊戲真實畫面,肯定是遊戲CG片頭或轉場動畫,不!它可是貨真價實的遊戲實際畫面,裡面幾乎是動畫和實際畫面穿插在一起,讓我們已經完全不知道在看什麼。

如此強大的引擎到底是透過哪些技術實現?影片中沒有一絲毫的卡頓感,能感覺 EPIC 正走在行業之前,底下讓我們先來談談虛幻引擎5加入哪些新技術,能讓遊戲畫面如此大的提升

 

虛幻引擎5核心技術探討

Nanite 虛擬幾

虛幻引擎5最重要的核心技術「Nanite」全名為Nanite虛擬微多邊形幾何體,簡單來說就是可以讓美術和模型設計師可以直接透過虛幻引擎直接實現電影場景畫面。

次世代虛幻引擎5背後技術?將對遊戲開發和電影帶來更大突破

比起過去傳統遊戲建模,為了能夠讓遊戲畫面能更順暢,就只能夠優化降低遊戲原本凹凸細節,這種做法容易導致遊戲中的模型看起來就是平整一塊非常假。

而 Nanite 設計省略是否要替模型優化問題,直接讓 Zbrush 高細緻模型或是攝影測量法掃描產生的 CAD 數據,都能夠直接導入虛幻引擎,可以被實時流送和縮放,無需再考慮多邊形數量預算、多邊形內存預算或繪製次數預算,能夠提升美術團隊的工作效率,也不用再將細節烘焙到法線貼圖或手動編輯LOD,畫面質量不會再有損失,讓你擁有最真實電影級別的3D材質。

次世代虛幻引擎5背後技術?將對遊戲開發和電影帶來更大突破

 

Lumen 技術

Lumen 中文意思為「全動態全局光照解決方案」,簡單來說就是可以模擬出場景和自然光照變化,也能實現各種反射等物理變化,無需透過專門的光線追踪軟體就能夠實現。

美術師和設計師們可以直接利用 Lumen 直接創建出更動態的場景,例如改變白天的日照角度,打開手電或在天花板上開個洞,系統會根據情況調整間接光照,能替精細的場景中渲染間接鏡面反射和可以無限反彈的漫反射。

次世代虛幻引擎5背後技術?將對遊戲開發和電影帶來更大突破

Lumen的出現也會替美術師省下大量的時間,無需因為在虛幻編輯器中移動了光源再等待光照貼圖烘焙(Bake)完成,也無需再編輯光照貼圖UV,同時光照效果將和在主機上運行遊戲時保持完全一致,對於遊戲燈光工作者來說,可算是一大福音,所有燈光模擬都能及時進行運算,不需要額外花時間等待。

次世代虛幻引擎5背後技術?將對遊戲開發和電影帶來更大突破

 

Niagara 特效技術

遊戲中都會夾帶大量特效,主要是為了讓角色和遊戲環境能帶來互動感,也會感覺更為真實,例如踏過的水(流體模擬)、光波、特效光、碎石的墜落、烏鴉飛過、圍巾浮動效等,這類都可以算是遊戲特效。

虛幻引擎5中人物、空間、粒子和場景互動模擬也帶來大幅度提升,配合 Nanite、Lumen 技術,你能完全感受到這款遊戲與過去所玩過的遊戲結為不同,也會更貼近於現實世界。

次世代虛幻引擎5背後技術?將對遊戲開發和電影帶來更大突破

 

這畫質只能在 PS5 上面才能夠實現?

這次展示的確是一台尚未發表的PS5主機下進行展示,實際要達到這種畫質和即時運算能力,主要取決於 SSD 速度和 GPU 運算能力,先前 SONY 遊戲設計師 Mark Cerny 在PS5深入探討活動中就曾露透

在 PlayStation 5 架構帶來重大改變,將大量快閃記憶體設計非常接近處理器的位置,能有效改進遊戲進行和傳輸的權衡,這不僅僅是能提升大量的多邊形顯示和記憶體。 

Epic Games執行長 Tim Sweeney 表示,當你在遊戲場景中走來走去的時,每一幀都會加載大量的多邊形,如果沒有 Sony 突破,你在世界上看不到的細節絕對不可能實現。目前 Sony 儲存架構也遠遠超越 PC 上能夠買到最好的 SSD 解決方案,不過全局光照和虛擬化幾何圖形等,也都能讓下一代遊戲主機能夠使用。

次世代虛幻引擎5背後技術?將對遊戲開發和電影帶來更大突破

從以上可得知,未來不管是在 XBOX 、PC 、iPhone 或 Android 也都可以在遊戲畫質上進入次世代,不過取決於警片處理起與 SSD 記憶體架構,也只能夠讓遊戲廠商針對不同平台進行優化,也可期待次世代遊戲主機也同樣可以以體驗到虛幻引擎5威力。

 

虛幻引擎5對產業影響

虛幻引擎5後續的出現肯定也會對於相關產業帶來極大提醒效應,能夠大量縮減遊戲和電影場景內的製作過程,這對於搞美術和3D建模師來說根本就是一盞神燈,後續也不需要再利用傳統技術才能夠實現,同時TA可能也會面臨轉行問題,至於引擎工程師的需求也可能大量間少,後續開發和影視後製團隊,也將會有更多時間能夠花費在美術效果與GamePlay開發。

隨次世代引擎推出後,短期內不會受到特別明顯影響,手遊可能進步也不可能太過於快,最主要現在是手機 Android 太多不同硬體規格,除非是 iPhone 才有可能在短時間內用上 UE5 繼續,主要還是吃硬體效能,相對在 GPU、CPU、SSD 和電池就需要提升,隨 PS5 推出後這可能會逼迫 SSD 也將會有近一步發展,畢竟 PC 一直在領導目前硬體市場,相信後續將會追上。

另外在影視產業中同樣會帶來極大影響,畢竟現在有大量廣告、電影、影視劇、動畫影片等,都會夾帶大量的 CG 場景和特效,同樣也能讓虛幻引擎用於影視行業內,讓電影場景能更具備更貼近真實的模擬與效果,同時也能夠大量減少工作效率,美術師應該會感到鬆了一口氣。

對於 PC 用戶而言,可能又要面臨,哎呀我又要花錢升級電腦!

以後我們不是在玩遊戲式遊戲,而是透過電影畫面在玩遊戲,也許戴上 Apple 眼鏡將會感到更為真實?

 

虛幻引擎4與5的上線時間表

虛幻引擎4.25已經支持了索尼和微軟的次世代主機平台。目前Epic正與主機製造商、多家遊戲開發商及發行商密切合作,幫助他們使用虛幻引擎4開發次世代遊戲。

至於虛幻引擎5將在2021年早些時候發布預覽版,並在2021年晚些時候發布完整版。它將支持次世代主機、本世代主機、PC、Mac、iOS和Android平台,到2021年或許你就可以在手機上看見更細緻的遊戲出現。

次世代虛幻引擎5背後技術?將對遊戲開發和電影帶來更大突破 如果覺得本篇教學不錯,歡迎『點我加入瘋先生粉絲團』追最新教學技巧