我們玩的視頻遊戲中發生的大部分情況對我們來說都是看不見的。甚至由於幕後發生的事情，即使是我們直接在工作的元素。如果您曾經觀看過有關遊戲開發的幕後視頻，那麼您可能已經看到了這些版本的平坦，灰色的遊戲世界，這些版本充滿了線條和圖標，指向各種方式，並帶有多個網格和圖層。這些是使遊戲起作用的所有系統的視覺表示。
刺客信條陰影
這是一個特別奇怪的二分法，可以在任何具有3D透視的遊戲中進行照明，尤其是在高保真遊戲中。我們看不到光線太多，就像我們看到它觸及的一切。它是看不見的，但它為我們提供了有關遊戲世界的大部分信息。它比“打開燈，室內點亮”要復雜得多。反射，吸收，擴散，地下散射 – 光的運動是一件複雜的事物，現實世界中的物理學家實際上已經探索了幾個世紀，並且可能會更多幾個世紀的時間。在所有這些中間，都是遊戲設計師，以實用的方式將光科學應用於視頻遊戲，即使在當今強大的GPU的局限性也保持平衡，只是為了向我們所有的書呆子展示一個美好的時光。
如果您想知道為什麼許多遊戲似乎就像靜態遊樂園等待您與一些特定的東西互動，那麼照明通常是原因。但這也是越來越多的遊戲世界看起來充滿活力和栩栩如生的原因。遊戲開發人員已經擅長模擬靜態照明，但是使其移動更加困難。長期以來，動態照明一直是計算上的昂貴，潛在的儲罐遊戲性能，我們終於開始看到這種變化。
刺客信條陰影和育碧技術建築師尼古拉斯·洛佩茲（Nicolas Lopez）的一個典型情況。洛佩茲（Lopez）在今年春天的遊戲開發人員會議上講話，讀他的幻燈片甲板令人著迷，隨著該節目的視頻錄製發布只會放大。我通過電子郵件與烏比索夫（Ubisoft）接觸，與洛佩茲（Lopez）進行了交談，以了解像Ray Tracing這樣的技術如何改變遊戲照明。有關視頻遊戲視覺效果的這些方面的更多信息，請查看我們的入門 遊戲圖形中的路徑跟踪，射線跟踪和柵格化。
最初引起我興趣的事情是洛佩茲在GDC演示過程中放在屏幕上的一組數字。洛佩茲指出，如果在刺客的信條陰影中計算照明，就像刺客信條統一的方式相同，那麼陰影將花費將近兩年的時間來“烘烤”所有照明，也就是說，預先計算和渲染它 – 大約2tb的存儲空間來存儲所有這些照明。 （刺客信條陰影在整個遊戲中需要在PC上進行115GB。）這些數字似乎代表了過去和現代三重A遊戲之間的巨大差異。我想在看到這些數字後立即將這些數字放在上下文中。
洛佩茲（Lopez）解釋說，刺客信條統一和集團中的城市是很小的空間：茂密的城市，區域約四平方公里。在這些遊戲中，開發人員使用統一的照明探針來決定如何呈現全球照明（以及其他照明技術）。照明探針是地圖上的點，其中包含有關哪些照明通過該區域中的空白空間的信息，然後將其用於幫助照明該空間中的靜態和動態對象。這些是50厘米的探針，這意味著他們每半米都在統一整個巴黎市要求提供光線信息。
讓我們停下來討論全球照明，也稱為GI。這是一個廣泛的術語，用於描述用於模仿和模仿現實照明的各種技術，尤其是間接照明。這些包括立方體圖，屏幕空間反射，探針照明等。 Digital Foundry對全球照明有很棒的入門，可以將這些東西分解為塊。
洛佩茲告訴我：“這些較小的遊戲世界的小規模也讓我們負擔得起高質量的照明，即使它需要大量的存儲空間。”但是，從刺客的信條起源開始，世界大小爆炸了，突然我們探索了世界256平方公里的世界。這麼多烘焙的光信息會導致遊戲在文件存儲大小中爆炸，因此團隊開始使用動態系統。
洛佩茲解釋說：“我們根據場景複雜性的探針密度變化 – 密集的城市地區仍然使用50厘米的間距，但是在諸如沙漠或森林之類的開放景觀中，我們減少了分辨率。”藝術家直接繪製了這張“胃腸道密度圖”的作品 – 他們可以將光的質量集中在最重要的地方 – 洛佩茲說：“大大降低了數據大小，同時保留最重要的視覺質量。”
刺客信條統一的均勻光探針分佈。
還值得一提的是，刺客信條的統一在一天中的數量有限，而陰影中有11次，而天氣影響非常有限，而陰影具有動態的天氣系統。陰影中的所有元素都會在照明遊戲中發生變化，必須考慮到可信的視覺效果。
這個原始的問題 – 為什麼要烘烤照明需要這麼長時間，需要太多的文件存儲？ – 回到一個簡單的結論。當時的硬件和遊戲引擎的局限性迫使團隊預留了許多照明信息。硬件和軟件都沒有準備好實時計算如此大的光數據。
從歷史上看，大多數遊戲照明都被“烘烤”。這意味著要提前計算用於點亮給定場景的各種技術，然後將發動機疊加到基本場景的紋理和地圖上存儲，因此您的計算機或遊戲機在玩遊戲時不必執行這些計算，並減慢遊戲的速度。這適用於真正的靜態遊戲，可以提供非常令人信服，有影響力的照明。但是，隨著遊戲變得越來越動態，烘焙的照明變得不那麼可行。如果我們考慮Cube地圖（請參閱上面的底漆和上面的Digital Foundry視頻以獲取具體細節），則必須為角色所能站立的每個可能位置計算一個立方體地圖，這就是遊戲安裝尺寸在遊戲照明方面可以開始激怒的地方。
由刺客信條陰影中藝術家確定的光探針分佈。
與最近的刺客信條遊戲相比，Unity的遊戲世界是一個小的，統一的空間。相同的方法應用於更大的陰影區域，具有更具動態的效果和多樣的密度，這將成為真正龐大的遊戲。
但是自刺客信條統一發布以來已經很長時間了。實際上，十多年來，在那場比賽中，發生了很多變化！最大的變化之一是射線追踪，所有PlayStation 5和Xbox系列X | S遊戲玩家都可以使用，大約30-40％的圖形卡顯示 Steam硬件調查 截至這一五月。
洛佩茲說：“從創意和生產的角度來看，雷·追踪（Ray Tracing）對我們的照明方式產生了重大影響。”在傳統管道中，照明主要是烘烤的全球照明，反射，環境阻塞等。這意味著照明無法應對世界的變化反應。變化或移動建築？突然，照明無效。團隊必須重新烘烤照明數據，這可能會花費數小時甚至數小時。在ubisoft上，我們可以在整夜的工作中播放，以便使自己的工作保持速度，以使其逐夜保持啟動，但要啟動。
他說，雷從許多限制中釋放了釋放藝術家。
洛佩茲解釋說：“藝術家可以在不等待長烘烤的情況下移動對象，調整場景或迭代。而且，由於計算每個像素的照明，因此視覺保真度更高且在身體上更加準確。”換句話說，藝術家可以按照自己的節奏進行藝術，而不是等待計算機在這樣做之前計算。
即便如此，在消費者方面，射線追踪對於我們來說通常是看不見的，尤其是當我們考慮許多遊戲世界的靜態靜態時。在那些遊戲中，射線追踪幾乎是看不見的，因為它做的是遊戲設計師用創造性放置的靜態燈所做的事情。例如，使命召喚級別不必考慮到一天中的時間和天氣的程序變化，因此傳統照明可以非常有效。
夜間渲染僅在刺客信條陰影中
洛佩茲在一套遊戲設計規則方面承認：“好處可能是微妙的。”洛佩茲說，陰影是一個真正充滿活力的世界，這使雷在具有像徵意義和字面意義上追溯了真正的遊戲規則改變者。如前所述，陰影已經有11個不同的時間，四個季節，各種動態的天氣影響以及可破壞性的環境，都影響了玩家在玩遊戲時看到遊戲的方式。混合解決方案陰影使用，將一些烘焙和一些動態照明組合在一起，“將烤製的GI推到了其絕對極限上”。
洛佩茲解釋說：“射線追踪使我們能夠準確，一致地點燃這些動態環境。” “即使世界發生巨大變化，照明也應其應有的行為。
洛佩茲繼續說：“門開著時，內部自然會照亮。” “可破壞的物體最終有助於場景照明。季節照明改變了場景的情緒。如果不射線追踪，這些效果只能在一定程度上近似。”
該團隊以其他方式在刺客信條系列中使用的Ubisoft的Anvil Engine迭代。例如，他們採用了學院的顏色編碼系統，這是電影行業使用的通用顏色標準，可在許多設備上保持數百或數千人的工作。它有助於確保在不同位置的不同機器上工作的人在各種應用程序中創建遊戲的不同部分，並且正在使用相同的顏色信息。這為我們提供了更加一致，更紮實的遊戲，即角色，建築物，葉子甚至效果看起來像它們屬於同一遊戲，並在開發結束時感到令人信服。顏色查找桌（LUTS）使團隊可以改變視覺音調和顏色分級以符合天氣和環境氛圍。
刺客信條陰影
尤其是正確地弄清陰影的關鍵部分之一又落在了恰到好處的照明方面。如今，隨著HDR屏幕如此無處不在，開發人員可以依靠具有某種能力表現出更大範圍的光線和深色 – 但黑暗仍然通常意味著俯仰黑色。即使是高質量的顯示器也受到用戶的個人喜好，該特定顯示的質量以及遊戲機準確顯示顏色的能力。當Ubisoft決定最終履行希望以忍者為重點的刺客的Creed遊戲的遊戲玩家時，這變得尤為重要。
洛佩茲說：“我們重新設計了基於物理的渲染和暴露管道的關鍵部分，以在弱光條件下更準確地行事。”
洛佩茲說，通過雷追踪幫助照明在陰影中的工作方式，團隊可以“派遣那些讓人感到喜怒無常和真實的夜晚，而無需依靠人造填充照明。”照明的質量直接支持遊戲玩法，既可以使其更大和可信度，又使其更具電影性。
洛佩茲說，所有這些變化都融合在一起，創造了一個“統一的，反應性的視覺，一切都感覺相關”，尤其是陰影激發了創新的循環，使Anvil和Assassin的信條都向前推進。
對於我們其他人來說，刺客信條陰影是視頻遊戲設計如何適應遊戲玩家和遊戲設計師的新技術的一個例子。從事Tentpole遊戲之類的設計師像Shadows這樣的新方法可以更快地創建遊戲，而不會犧牲忠誠。作為回報，我們獲得了更多動態的世界，這些世界在我們周圍生活和移動。
圖片積分：Ubisoft
