TGDC 2021:游戏引擎、人工智能,游戏技术构筑数字世界新基建

竞核

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· 11月22日

游戏技术不止于游戏

游戏技术不止于游戏

“Five by Five ”

这是由腾讯游戏学堂举办的2021年TGDC(腾讯游戏开发者大会)的主题。时间倏忽而至,转眼间TGDC已经五岁了。

五年来,政策大环境在变、行业中格局汰换、公司小团队思路升级。2017年成立之初,TGDC便立志于分享前沿游戏开发经验及技术,推动游戏行业发展。客观地说,每届TGDC就是当年游戏行业进化的一次侧写。

最初大会以游戏产品为核心,探讨技术、美术、市场,后续逐步扩大内容范围,今年内容明显更加多元,包括专设独立游戏、游戏价值板块、探讨游戏背后的技术在多领域的应用、跨业态延展等等。

笔者认为,这是游戏作为数字内容,逐渐渗透至周边泛娱乐产业、传统产业的直观展现。

今年以来,游戏市场整体格局呈现出:稳中有变、出海全球化、主机/手游交替繁荣。在游戏产品细分品类上,我们看到游戏品类加速融合,如三消+建造、策略+射击等。在叙事包装上,世界观、人物角色底蕴日趋深厚。

在科技应用侧,虚幻引擎5大幅提升游戏体验。重要的是,原生自游戏的引擎技术正渗透至实体经济,应用在影视虚拟制片、汽车仿真驾驶等领域。 

今儿先简单跟大家介绍下主论坛、产品及技术专场部分内容,后续两天还有更多精彩等着大家。

打破游戏边界,探索更多可能性

“游戏产业积累的技术,正应用到其他领域,提升不同行业的生产效率。”在2021年TGDC开场分享,腾讯游戏副总裁、腾讯游戏学堂院长夏琳如是分享到。

产业环境飞速变换,腾讯游戏学堂又扮演着何种角色呢?作为致力于通过专业人才培养、高校产学研合作、行业交流及开发者生态建设等推动游戏行业良性发展的平台,腾讯游戏学堂成果累累。

在高校产学研合作上,腾讯游戏学堂已跟清华、北大、浙大等16所高校深度合作,发表30篇产业研究及科研合作课题成果,8项国家专利、5篇报告。具体涉及的领域包括:高精度眼睑几何重建系统、基于深度学习的骨骼蒙皮、城市结构化建模、AI技术应用等。

这些技术正逐步应用至游戏,提升游戏对局体验、画面表现。未来,它们还将融入实体经济,降本增效。

大致上,AI技术应用至游戏领域分为三种能力:内容生成、剧情生成、人物场景生成、智能NPC。对于FPS类型游戏来说,智能NPC是AI研究的核心目标。在游戏中,势均力敌的战斗胜利才会带来公平感和成就感。

这两年在FPS品类最重磅的产品莫过于《VALORANT》。鉴于上述产品的良好体验,笔者猜想,AI在模拟对局等方面必然做出了重大贡献。

众所周知游戏行业有三大品类:枪车球。射击品类历来是各大厂商必争高地。大名鼎鼎如动视暴雪旗下《使命召唤》、V社《CS:GO》、SmileGate《穿越火线》等等。新晋厂商尊重行业前辈,亦潜心研究等待时机发起挑战,拳头游戏是最具代表性的挑战者。

2019年,拳头游戏在庆祝《英雄联盟》全球十周年的全球直播中透露将开发一款FPS游戏代号“Project A”。后来故事想必大家都熟悉了。项目逐渐浮出水面,正式命名为《VALORANT》。今年9月,在《英雄联盟》国服十周年庆典上,腾讯正式宣布代理发行国服《VALORANT》。

在2021年TGDC上,拳头游戏《VALORANT》执行制作人Anna Donlon分享到,在拳头游戏内部有一套核心开发原则:首先、寻找可优化升级的品类;其次、尊重游戏类型核心玩法,同时升级游戏品类,让游戏更容易上手;再次、重新发现竞技的乐趣。

没有意外,研发《VALORANT》遵循了上述开发原则。Donlon回忆道,当时产品测试期间收集了三类核心玩家反馈。他们分别是角斗士、超级巨星、伙伴。

基于他们的反馈,研发团队果断加入了排位系统、轻量级教程,用以提升玩家体验。

该作上线后,成绩有目共睹。Streamscharts数据显示,十月份Twitch平台上《VALORANT》观看时长高达6321万小时,位列射击类第二名。

同样得益于技术,我们看到市面上涌现出了元宇宙产品《Roblox》(罗布乐思);《和平精英》虚拟演唱会。

玩家们得以使用一个Avatar虚拟形象,体验成百甚至上千种游戏。他们正成为虚拟世界的主人,同朋友唠家常,买Gucci、耐克,看偶像表演。

在这里触摸未来的数字世界

深入探究Avatar虚拟形象,绕不开数字人技术。

今年以来数字人赛道备受资本追捧,像追一科技、次世文化等创业公司完成巨额融资。资本看好的原因无外乎两种:第一、进入虚拟世界需要Avatar;第二、底层技术正日臻完善。

尤其是游戏引擎正在让数字人技术变得普适化,像MetaHuman Creator(以下简称MHC)功能。这会大大加速产业界应用的步伐。

Epic Games China 技术美术 孙丹璐分享道,MHC是能快速和容易地创建高保真的数字人工具。开发者可直接操控面部特征、调整肤色,并从预设的身体类型、发型、服饰等范围中选择。

在MHC中,甚至可以编辑角色的牙齿,在角色制作完成后会包含完整的绑定并可以直接在虚幻引擎或者maya中制作动画。

以捏脸为例,MHC依托于网络,通过Pixel Streaming在网页端交互使用。大致上会有三种捏脸模式:首先是混合模式、其次是移动模式、再次是雕刻工具。

当然开发者还能灵活设置肤色妆容、塑造身体、毛发等等。需要指出的是,这些静态、动态资产均存放在云端。

“捏脸妆容毛发需要处理的数据量非常大。本地端内存有限,算力压力大。” 孙丹璐如是解释道,“放在云端还便于更新迭代,很多问题和改善可直接在后台完成,无需频繁的更新。”

在云端用虚幻引擎制作的数字人,导出到本地的虚幻引擎里进行使用,所有参数,模型,毛发,纹理,材质,LOD参数都可以一一匹配。这样,开发者可实现所“捏”即所得。

毋庸置疑,如此普适性的数字人技术有助于加速构建虚拟世界化身,应用在游戏、影视、直播甚至工业领域。

老玩家大多知道,在虚拟世界中光拥有虚拟形象数字人远远不够,还需要虚拟场景。更确切地说,是极致还原物理世界的虚拟场景,比如地表植被、光影效果等。

前文提及虚幻5重磅功能Nanite虚拟几何体、Lumen全局光照,正是为大世界场景而生。Nanite 是全新的 Mesh(表面) 表示形式,是一种虚拟微表面几何体,几百万甚至上亿面的模型可直接导入引擎。

“虚幻5目标是提高各方面的渲染品质,让构建的数字世界变得更动态一些,”Epic Games China 首席引擎工程师 王祢如是评价,“这就是提高整个虚拟世界构建和表现的上限。”

在虚拟世界中,天气、水体渲染跟虚拟数字人、大场景构建一样重要。只有这样,玩家才能在虚拟世界获得真实世界的沉浸感。

腾讯互娱北极光工作室群高级工程师鲍鹏分享道,天刀项目组在业内一直以动态的云海,体积云著称,算是最早一批应用体渲染的大型3D网游,主要思想就是借鉴体绘制,利用体渲染进行光线步进,整体效果非常真实。

做实体产业的数字新基建

当物理世界逐渐映射至虚拟世界中,不难发现这些原生游戏技术正反哺真实世界。

像高保真数字人技术,它早已跨越出游戏领域,被应用到新闻报道、直播等多个领域。今年5月,小红书上一位超写实数字人(Metahuman)AYAYI就曾凭借一张“神颜照”积累了大量粉丝。

而前不久,腾讯互娱NExT Studios与新华社合作的数字航天员小诤公布了一条踏上火星之旅的预告片,在B站上收获了数十万次观看。小诤的出现,也是基于数字人技术的成熟。

作为高保真数字人,小诤拥有5000种不同微表情,能清楚地表达欢喜、快乐、悲伤、哀愁等;她的皮肤能随着光线变化而变化,充满着细节;她的头发拥有十万根发丝,飘逸柔顺;她行动自如,有143根骨骼,一只手就有40个骨骼控制点。

她就跟身边的朋友一样,大大咧咧喜欢笑,传递着满满的正能量。

而当小诤踏上火星乌托邦平原时,她脚下任何一块石头都拥有十万多个多边形。整座平原拥有超过数十亿乃至百亿个多边形,跟物理世界几乎无异。

NExT Studio大量使用了UE5引擎的两个最新特性——虚拟化几何体系统Nanite与动态全局光照和反射系统Lumen,真实还原了航天服、火星车、云层及闪电等场景特效,呈现更具真实感和沉浸感的火星地表。

我们看到,数字航天员小诤代替真人记者,圆满完成火星探访报道。抛开成本不谈,这种身临其境的报道方式更有助于激发青少年的科技热情,培育游戏科技素养。

新闻报道需要真实场景感,科幻电影更加需要。过去科幻影视制作中,先要进行绿幕拍摄,再进行后期合成。可现在,借助虚幻引擎,实时虚拟制片正变得流行。片场会搭建多面LED幕墙,天空及周围背景倒映在演员眼镜、皮衣等反光材质上。如果背景山水、丛林在镜头里表现不好,现场可实时修改。

                                                               《曼达洛人》拍摄现场

第一季《曼达洛人》过半镜头正是采用虚实结合的拍摄方式。现场会设置4台同步运用的虚幻引擎,实时驱动LED幕墙播放预制好的资产。与此同时,三名虚幻工作人员会协同操作幕墙上的背景、光影等效果。在LED幕墙内的工作人员也能用iPad远程控制场景,跟导演配合。

很显然,这种虚拟制片有助于提升拍摄效率,节省搭建实景的成本。鉴于实时性特性,它还能激发创造演员、导演的才思妙想。

大家可能想不到,汽车交通领域同样有虚幻引擎的身影。通过开发图形界面的情景编辑器,大幅简化了功能测试、验证的流程。开发者可经由界面建立、可视化上千种模拟情景,如通行车辆的数量、类型、行人、交通信号、车行道分界线等。

由于实际路测通常需要积累数十亿英里,甚至上百亿英里里程数,才能证明无人驾驶汽车达到一个合格的人类驾驶员水平。这意味着会耗费数亿美元,排放数顿碳。

利用虚幻引擎打造虚拟仿真路测系统,能够实现降本增效,降低事故率,实现碳中和。稍稍透露下,两天后游戏价值专场,腾讯自动驾驶相关负责人会详细分享,大家记得预约。

从游戏到影视,再到汽车交通,乃至港口建设,原生游戏技术都扮演着重要角色。笔者认为,游戏作为数字内容代表,是芯片等前沿科技的试验田,是航天科普的喇叭筒,是实体经济加速数字转型的卡脖子技术。

游戏技术不止于游戏,它是构建数字化世界的新基建。

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