有一说一 | 一只猴的跃迁：国产游戏如何重塑西游神话

《黑神话·悟空》中的阴影和光晕效果之所以如此逼真，确实在很大程度上借助了UE5（Unreal Engine 5）的强大能力。UE5作为一款专为次世代游戏开发设计的引擎，内置了多种高级渲染技术和算法，能够极大地提升游戏的视觉效果。

具体来说，在阴影效果上，《黑神话·悟空》利用了UE5支持的光线追踪技术，特别是英伟达RTX系统的硬件加速光线追踪。光线追踪技术能够模拟真实世界中的光线行为，包括光线的发射、反射、折射以及阴影的生成等，从而创造出更加真实、细腻的光影效果。在《黑神话·悟空》中，你可以看到软阴影、硬阴影以及各种复杂光源下的阴影效果，这些都得益于光线追踪技术的运用。

而对于光晕效果，比如森林中透过树叶缝隙投射下来的光束（即所谓的“圣光”或“体积光”），UE5也提供了相应的解决方案。通过模拟光线在空气中的散射、吸收等物理过程，UE5能够生成逼真的体积光效果，使得游戏中的光影变化更加自然、生动。

开启光线追踪的游戏体验确实非常不错。阴影效果是通过光线追踪技术实现的，这项技术模拟了光线在真实世界中的传播和交互方式，使得游戏中的阴影不仅边缘柔化，而且与周围环境的融合度极高。无论是硬阴影还是软阴影，都能根据光源、物体形状以及遮挡关系进行精确计算，从而生成高度真实的阴影效果。

游戏通过模拟光线在空气中的散射、反射等物理现象，精确还原光线透过树叶间隙等场景时所产生的光晕效果。游戏开发者们还采用了诸如将大量小三角面片组织成树状结构进行渲染的优化手段，以及visibility buffer等技术的应用，来进一步提升渲染效率和画面质量。这些技术手段不仅确保了游戏在高画质下的稳定运行，还使得阴影和光晕等效果能够在复杂场景中依然保持出色的表现。

在游戏当中，很多带有古典中国文化意蕴的古代建筑造型，实际上是通过一系列高科技手段与艺术创作相结合来实现的。正如我前面提到的，我们以黑神话悟空为参考，同时也通过我们自己的项目案例来具体说明。

首先，我们会从真实环境中获取数据，比如使用扫描技术或者高精度测量来收集古代建筑的详细信息。这些真实数据为我们提供了最基础的建模素材。比如，我们曾经用类似的技术再现了龙门石窟、八达岭、天坛和故宫等著名建筑，这些都是在VR项目中得到应用的真实环境。

接下来，我们会在这些数据的基础上进行艺术加工和设计。因为游戏或VR体验不仅仅是对现实的简单复制，更需要融入艺术家的创造力和想象力。比如，在视觉设计环节，我们会精心构思建筑的布局、色彩和细节，以符合游戏或VR项目的整体风格和氛围。

具体到建模过程，我们会使用专业的3D建模软件，如Unreal Engine等，来构建建筑的3D模型。这些模型需要精确到每一个细节，包括建筑的结构、纹理、光影等，以确保在游戏中呈现出逼真的效果。

3D音频不仅仅是一种声音的表达方式，更是营造沉浸式游戏世界的核心要素之一。3D音频使得声音具备了空间感，能够根据玩家的位置和视角动态调整声源的方向、距离和强度。这种效果让玩家仿佛置身于游戏场景中，无论是远处的鸟鸣、近处的脚步声，还是战斗中的爆炸声，都能带来身临其境的感受。

更重要的是，3D音频为游戏创作提供了更广阔的想象空间。在不同的环境、不同的地点，游戏可以运用不同的音乐、音效和360度的3D氛围来营造独特的氛围和情感。

主创团队不仅保留了中国传统美学的写意精神和线条美，还巧妙地融入了西方的透视法和光影理念。这种跨文化的创作手法使得游戏在视觉上更加丰富多彩，同时也为玩家带来了全新的审美体验。

谈到毛发在角色表现中的重要性，不得不提毛发渲染与物理仿真的技术难题。特别是当我们看到像《黑神话·悟空》这样的游戏中，每个角色都有着自己独特的毛发，无论是颜色还是形态都各不相同，这无疑为计算机图形学带来了极大的挑战。

毛发渲染的核心在于实现其光泽效果和层次感，而物理仿真则要求能够模拟出毛发在不同状态下的动态行为。然而这其中的难点在于，人的头发数量庞大，如果全部进行仿真和渲染，计算量将是非常惊人的。因此，可以采取简化的策略，通过少量的代表性毛发来模拟整体效果，既减少了计算量，又保持了视觉上的逼真度。

此外，毛发渲染还涉及到复杂的物理交互，如头发与衣物、肩膀等部位的碰撞检测。为了确保毛发不会穿透身体或其他物体，需要使用专门的碰撞检测算法进行优化处理。这些技术不仅提升了视觉效果，还增强了玩家的沉浸感。

毛发因其独特的物理特性，如弯曲、弹性以及在不同状态下的形态变化，使得其几何建模变得尤为复杂。我们需要将毛发视为一种弹性杆来进行模拟，以确保在弯折或扭曲时能够产生真实的力反馈和形状恢复效果。这种复杂的物理模型在建模和计算上都提出了很高的要求。

毛发的渲染也面临诸多挑战。一方面，毛发具有各向异性的性质，高光分布会沿着毛发的方向呈现特定的模式，这与传统的渲染模型有所不同，需要在渲染算法中进行特殊处理。另一方面，由于毛发非常细，在屏幕上进行渲染时容易产生锯齿效应，影响视觉效果。为了克服这一问题，需要采用反走样技术或屏幕空间处理技术来优化渲染效果。

毛发的高密度和复杂性也增加了渲染的难度。为了在视觉上达到逼真的效果，我们可能需要模拟大量的毛发，并对每一根毛发进行精细的渲染。这不仅要求渲染算法具有高效性，还需要在硬件资源上进行合理的分配和优化。

在动作捕捉技术上可能是使用了像OptiTrack这样的国际上性价比比较高的设备。这种系统通过布置在大型空间内的多个红外摄像头，来捕捉演员或动物身上的反光点。这些反光点，就像是小小的圆球，它们能够精准地反射红外光，让摄像头能够屏蔽掉其他干扰信息，只专注于捕捉这些点的运动轨迹。

针对体型差别大的角色，如猫与老虎，或是演员与怪物、神仙等，主要依赖“motion retargeting”（重定向）技术来解决。这种技术能够巧妙地将一个角色的动作映射到另一个体型截然不同的角色身上，同时确保动作看起来自然流畅。

至于面部捕捉，早期确实需要在演员脸上贴满标记点来追踪面部表情的变化。但这种方法不仅繁琐，还会影响演员的表演。幸运的是随着技术的进步，我们现在已经能够实现无标记点的面部捕捉。这意味着我们可以直接使用相机拍摄演员的脸部表情，然后通过先进的算法和引擎技术，实时追踪并映射到虚拟角色的脸上。这样一来，即使演员和目标角色的脸型、面部特征存在差异，也能通过face motion retargeting（面部动作重定向）技术实现自然的表情映射。

真实感物理特效的模拟确实是一项既复杂又资源密集的任务。然而通过一系列技术和策略的应用，可以显著提升游戏中物理特效的真实感和沉浸感。

为了模拟真实感的物理特效，需要确保游戏中的物体能够像现实世界中的物体那样进行交互。这包括树木、石块、水面等各种元素，它们应当能够响应玩家的动作，产生相应的物理反应。例如，对于躺在地上的树木可能不设置交互，而对于站立的树木则允许玩家通过金箍棒等工具进行交互，从而在一定程度上增加真实感。

在物理特效的渲染方面面临着巨大的挑战。特别是在打击类游戏中，大量的粒子碰撞和破碎效果需要高效且真实地渲染出来。这时可以采用光线追踪技术来增强特效的真实性。然而传统的光线追踪方法在处理大量半透明或透明粒子时可能会遇到性能瓶颈。因此，游戏开发者可能会采用两级光线追踪或次序无关的透明度渲染等新技术来优化渲染过程，提高渲染效率。

此外，粒子系统的应用也是模拟真实感物理特效的重要手段。通过粒子系统可以生成大量的小物体，并模拟它们在空间中的运动和碰撞。这种方法不仅可以用于创建破碎效果，还可以用于模拟烟雾、火焰等自然现象。在粒子系统的设计上，我们可以根据实际需求调整粒子的属性，如速度、加速度、碰撞反弹等，以达到最佳的视觉效果。

对几个物理特效的底层实现做了一些猜测：

1、对于雪地和沙地上的痕迹模拟：游戏可能采用了高度场技术和碰撞检测来实现。通过构建一个高度场来表示地形的起伏，并利用相机从下往上拍摄获取深度图，游戏能够实时计算角色与地面的交互，从而产生真实的踩踏效果。同时，为了保证地形的整体体积守恒，游戏还会在踩踏区域周围进行细微的隆起调整，使得痕迹看起来更加自然。

2、对于水面的仿真，游戏采用了高度图方法来模拟较为平静的水面。这种方法通过记录水面的高度信息，并计算角色与水面的交互产生的高度差及其向外扩散的效果，来模拟水花和波纹。在战斗场景中，游戏还会叠加技能相关的水花特效，增强视觉冲击力。

3、天空中的云层和变身时的烟雾效果则是物理仿真的又一亮点。这些效果可能通过解算物理方程（如欧拉网格上的烟雾仿真方程）来生成，并利用体渲染技术将其完美呈现。

4、对于战斗中的碎片效果，游戏可能采用了粒子系统来模拟。粒子系统是一种强大的工具，能够生成大量的小物体（如石块、碎片等），并模拟它们在空间中的运动和碰撞。通过调整粒子的属性（如速度、加速度、碰撞反弹等），游戏能够创造出逼真的碎片效果，为战斗场景增添更多细节和动感。