真正造福玩家 详解高画质大作顶级技术
导读：　　　第1页：空有精细建模-成不了高画质大作　　高画质单机游戏是各大游戏玩家都非常关注的游戏类型，而今天的高画质大作非常之多，可说说丰富云集于单机游戏市场
　　第1页：空有精细建模-成不了高画质大作
　　高画质单机游戏是各大游戏玩家都非常关注的游戏类型，而今天的高画质大作非常之多，可说说丰富云集于单机游戏市场。为什么今天的游戏都是如此高的画面呢？这自然是因为消费者和玩家的体验需求提高了，遥想当年我们玩着《反恐精英》最初的游戏画面，那个时候还在以OpenGL为主，很多人还不知DX为何物，但大家仍然能在这个画面简单，甚至没有手部动作的设计游戏中找到乐趣。可是随后在体验了《荣誉勋章：联合袭击》《德军总部》等高画质大作的之后。游戏玩家对每个游戏的画面也提出了更多要求。
　　试想一下，今天您还会去玩那些没画质的游戏吗？答案自然是不会了。不过光有画质的游戏，可未必是受到欢迎的。而今天那些个著名高画质大作不仅有非常精细的建模水平，更有是巅峰级的物理引擎以及光照技术等。有了这些强大的技术，才让游戏画面真正变得满足玩家需求。今天的游戏可不是光有一个细致的模型就可以让人满意的，毕竟没有&没声音再好的戏出不来，但没有环境光和物理引擎，再好的建模也是光秃秃的裸模型&
　　二今天的游戏技术多的恐怕数不胜数，玩过高画质大作的玩家相当之多，但恐怕没有多少人特地留意了那些在高画质大作中采用过的游戏技术。而更没有多少玩家尝试去了解它们，事实上就是因为这些技术的存在，才一点一滴的把一个游戏&装饰&起来。呈现在我们面前的不仅是一个具备精细画面的游戏，同时还具备各种复杂运算的技术在其中添油加醋，才形成了今天的高画质单机游戏。
　　而这些技术其实就是提供给一个游戏最强画面的关键。他们为玩家提供了很多超乎想象的视觉效果，无论是曲面细分，还是physX，或者是HBAO+和SSAO以及DDOF。这些你曾经熟悉的名字。它们都是在一个游戏中默默奉献却又不为人知的贡献者。或许玩家应该记住他们，记住这些技术意思伴随着我们体验游戏。
　　真实的金属光泽依赖特殊光照技术实现
　　既然说到那些能够提高游戏画面的游戏技术，笔者也就在这里一同带领读者们挨个看看，究竟是哪些技术这么多年一直在陪伴我们体验一个又一个单机大作。
　　第2页：物理引擎-火花与碰撞的艺术
　　当我们去和那些资深玩家一起交流的时候，他们经常会提到一个词汇。那就是&打击感&。很多人一开始恐怕不理解这个词汇的意思。不过您玩了《使命召唤8》和《战地3》以后，您就明白打击感的含义了。今天不少格斗游戏和动作游戏总被玩家吐槽没有&打击感&恐怕无外乎是他们既没有&子弹击中金属的火花&又没有&飞溅的鲜血&更没有&石头和木质材料碎裂的碎片&所以给我一个感觉，一切都是&贴图完成的&。爆炸是一个贴图，碎片是一个贴图。一切的一切都是赤裸裸的。似乎是一个死场景，火箭筒无法击毁的墙壁。这样的感觉恐怕就是&没打击感&。
　　但有&打击感&的游戏会是什么样的呢？玩过&蝙蝠侠：阿甘起源&的玩家都体验过蝙蝠侠开启电击手套之后每一拳击中暴徒都会蹦出火花，而蝙蝠侠随风飘动的披风也是由一整套运算方式实现的。而玩过《地铁：曙光》的玩家都知道扔出一个手雷的感觉和《使命召唤》不同，因为《使命召唤》你扔出一个手雷只会看到一个很小的爆炸贴图，甚至很多场景的纸片和碎片都不会随之飞溅。《地铁：曙光》中玩家扔出一个手雷可是会造成一个将整个空间震荡的冲击波，甚至场景里面很多材料都会溅射碎片。无论是你的子弹击中石头还是金属，都会溅射出碎屑和火花。
　　《地铁：曙光》中PhysX物理引擎的巅峰级效果
　　这就是《物理引擎》没有物理引擎的游戏将会是&无打击感&的，没有物理引擎的游戏是场景不会随着玩家的行为&互动&的。所以没有物理引擎是做不出爽快的游戏的，这一点不是神论，可以说是铁一样的事实。
　　说到物理引擎，不得不提到的是当今游戏开发史上的两大经典常用经典物理引擎&PhysX&&Havok&
　　PhysX-唯一可以通过GPU运算的超时代物理引擎
　　PhysX是由NVIDIA公司主宰的一套强大物理引擎，可以实现夸张的游戏特效。模拟火花飞溅，碎片碎裂，甚至是雾气和烟雾等天气效果。还能模拟头发和布料等。
　　最初PhysX是由AGEIA公司开发的物理运算引擎，但随着NVIDIA接受了该引擎，直到今天PhysX已经成为了全球最著名的物理引擎之一。
　　尽管PhysX应用的游戏数量不算非常庞大，但其注重质量。采用过PhysX的游戏特效都可以实现超时代的夸张幅度。尤其是《地铁：曙光》《蝙蝠侠》《无主之地2》《刺客信条》犀利等游戏均采用了PhysX实现夸张的碰撞效果。PhysX的另外一个优势就是它恐怕是唯一一个能适应GPU计算的物理引擎。在NVIDIA的图形处理器上面，以CUDACORE进行物理运算，将物理运算从CPU分担到GPU。以更高效的特性实现更好体验。最新的大作《刺客信条：大革命》就是主要代表作品。
　　事实上PhysX并不仅仅是只有PC游戏上面采用，甚至在游戏主机上面也会采用到。由于PhysX同时可以支持CPU和GPU的特性，让它也可以兼容其他平台。只是在CPU上面无法做到GPU那样惊艳的特效而已。而PhysX物理引擎所能做到的效果可以说超越时代，甚至几乎不能被复制。尽管采用的游戏数量不多，但其效果也是其他物理引擎难以模拟和辅助。而NVIDIA通常喜欢称之为超越本时代的物理效果。
　　Havok-全球泛用性最高的物理引擎。
　　英特尔Havok物理引擎可以说是全球最大的物理引擎之一，其泛用性可以称之为最大。该物理引擎主要由CPU进行运算，支持英特尔多核心处理器以及超线程技术。最大化可以利用6-12线程范围。通过CPU超线程独有的功能最大化利用。Havok物理引擎事实上是Havok游戏动力开发包的一部分，但并不是整体.
　　尽管Havok具备全球最高的占有率，但很多效果Havok尚不能完全实现PhysX所有具备的所有效果，比起PhysX那些物理冲击波和火花溅射。Havok反倒是更擅长钢体碎片破坏效果。而Havok物理引擎涉及面很多，所以游戏采用的非常之多。Havok的具体效果并没有PhysX那样突出和明显。但其泛用性远超越PhysX，可以说二者走了不同的路，一个是泛用性和实用性上面提高，而另外一个则注重质量和超时代技术特性。Havok代表作品非常之多，其中最为著名的就是近期上市的《恶灵附身》，其中玩家进入梦境的时候，各种幻觉恐怖特效也都是Havok实现的，该游戏对CPU依赖度非常之高，而Havok也首次在这个游戏上面做到了仅次于PhysX的效果。其对于CPU的依赖度较高。
　　《恶灵附身》Havok引擎代表作品之一
　　通过以上两个物理引擎的介绍，我们已经基本了解了所谓物理引擎的含义，而物理引擎能为玩家带来的正是那些巅峰级的特效，不仅仅让游戏体验爽快有打击感，而且巅峰的特效更是震撼人心。
　　然而这样的技术的弱点就是需要您有一块强力的CPU或者显卡，否则是无法带动强力的物理引擎的。无论物理引擎是靠着CPU还是GPU计算的，但终究它们都有一个共同点&吃硬件&。
　　第3页：阴影-赐予真实环境的&点睛之笔&
　　可见今天的游戏画面是重中之重，对于游戏开发者而言，如何赐予玩家更好的游戏画面也是重要任务。既然说到游戏画面，前文笔者也提到过：仅有赤裸裸的精致建模是不可能做出逼真的游戏画面的。玩过《孤岛危机3》和《战地4》的玩家感叹游戏中巅峰级的特效，不仅是水流冲刷岩石形成的湿润表面。还是夕阳下的逼真场景。或者说是在某些高层建筑下以及树荫之下的阴影。这些特效都给了玩家超乎寻常的天。
　　但我们换一个思路：如果你把这些阴影，光线，物理效果，甚至是纹理材质强化都关闭掉。那么你会发现就算是拥有全球顶级的贴图材质和精细建模。一个游戏也无法带来最好的画面。这就是因为游戏画面光有建模是不够的，还需要用于做&点睛之笔&的强力技术，下面就让我们看看这些你所不知道的技术吧！
　　《孤岛惊魂4》游戏中的动态阴影效果
　　阴影技术-体验真实自然环境
　　恐怕玩过游戏的玩家都应该知道，玩游戏不开阴影效果会是怎么样的。如果你关闭了阴影效果。你会发现整个游戏场景都是光亮的。这是因为该区域的光线充满室内室外。整个时候玩家就像在玩CS一样。黑白不够分明。没有阴影的游戏就会失去真实自然环境的感觉。就如同一碗白开水无滋无味。通过楼上的图片大家可以看到两种不同阴影效果。抛开他们的效果哪个更真实先不谈。如果这个画面里面删除了所有的阴影效果。那么你只会看到光秃秃的地面和植物。那个时候就算该游戏有着最好的植物建模和地形纹理。这样的游戏，也不会很逼真。因为他少了阴影这个致命细节。
　　《细胞分裂6》中的HBAO+环境光遮蔽技术
　　HBAO+环境光遮蔽技术-创造身临其境的空间感受
　　如果前面说到游戏阴影技术的重要性，大家都知道阴影可以创造真实的环境。通过植物和建筑以及人物和物体阴影可以让你看到的东西更为精彩。但那仅仅是宏观角度的阴影，但弱想要在物体周围打造出逼真的阴影效果，开发商需要使用一种叫做环境光遮蔽(AO)的特效。与传统阴影效果不同，AO可以导致光线遮挡，从而创造出并非千篇一律的阴影。这就是著名的环境光遮蔽技术，SSAO以及HBAO+。
　　而HBAO+作为SSAA的改进版本，具备三倍以上的更好效率。属于基于DX11的全新游戏技术。通过它们，游戏开发者可以实现出真实是室内阴暗场景。玩过《细胞分裂6》的玩家都应该对游戏中主角在室内和室外躲藏在阴影里避开敌人实现的过程非常熟悉。而游戏中主角就是潜伏在阴影中杀敌。那么这些逼真场景都是通过环境光遮蔽技术实现的。
　　通过了以上两个对阴影技术以及环境光遮蔽技术的简单介绍，我们可以看出：一个游戏得到今天这样真实逼真体验，自然有着不少如同阴影这样的细节性的低调技术在其中辅佐。虽然他们只是辅助技术，很多人根本不知道他们的名字。但如果没了他们，这个游戏舞台将不再精彩。&体验一步到位的真实感&阴影就是游戏技术中能够赐予真实自然环境中的&点睛之笔&。
　　第4页：曲面细分-让物体表面更加生动自然
　　说到曲面细分这项技术，近期可是各种大作基本都见怪不怪了，所以很多玩家习以为常了。不过曲面细分最早出现在专业领域，在蛰伏了多年后才被NVIDIA拉入了庞大的游戏阵列之中，成为了很多游戏不可缺少的重要部分，而曲面细分最初是ATI开发项目，通过R600系列的发布，见诸于桌面图形市场。但由于没有微软给予的官方身份，专属性太强，无论是其它图形核心生产厂商，还是游戏开发商，都很难也不愿意去跟进这样的技术。为微软DX11中已经充分集成了这项技术，同时通过自己的标准强势推广。
　　曲面细分的作用，只是机械的为一个多边形模型增加更多的多边形数量，从而让模型更加平滑美感，甚至可以做出金属光泽和潮湿的岩石表面，在很多自然环境中，曲面细分是山谷，小溪，丛林中不可缺少的技术。
　　实际上细分曲面负责的仅仅是为后续的提升画质的运算提供物质基础，无论是置换贴图和平滑效果，都需要有大量多边形的存在才能实现。曲面细分技术可以产生的数量巨大的多边形，就给了模型一个&重生&的机会，而曲面细分计算方式特殊，反而减少了对于DX11显卡的依赖性。所以曲面细分之所以著名，或许并不是它能带来巅峰的画质，而是它可以以较少的消耗资源，得到更好的画面。弥补模型精细度的缺陷。有了曲面细分以后的游戏将会是更加平滑充满艺术的。
　　早期的曲面细分对比效果
　　上面的图片中则是开启了曲面细分和关闭两种不同画面，可见曲面细分可以让两个完全精细度相同的模型呈现不一样的视觉巅峰效果，图片中的建模最多也就是04年水平。但有了曲面细分，不仅模型更加光滑，甚至金属光泽和精细度细节都突出体现了。而且曲面细分几乎不会消耗太多显卡性能。这恐怕才是它强大之处。
　　此外最新大作中《地铁：最后的曙光》中也采用了曲面细分，虽然游戏降低了画质，尤其是模型细节远不及《地铁2033》但透过曲面细分，游戏不仅画面更加强大，甚至连优化都更好了。
　　《地铁：归来》与《地铁2033》曲面细分对比
　　以上为两个不同版本的游戏截图，《地铁：归来》中的重置版采用和《地铁：最后的曙光》一样的曲面细分技术。前者《地铁2033》老版本只有光秃秃的建模和场景，而后者，《地铁：归来》不仅光影特效做到了巅峰，甚至连墙壁和天花板的光泽都得到了体现，尤其是在灯光衬托下。前者反而成了光秃秃的模型，后者则是模型+特效的体验。这就是有无曲面细分带来的差距。
　　所以曲面细分技术绝对是为玩家贡献最大的技术，虽然它看起来好像很低调，但很多游戏就是因为了有了曲面细分，才能以更少的资源消耗换来更好的游戏画面。这项技术绝对是一个算法优秀，效果强大的良心科技。而且在DX11新功能中，曲面细分则是不可缺少的左膀右臂。
　　第5页：游戏技术-为造福玩家而生
　　经过了以上对于各种游戏技术的分析和详解，我们可以轻松得到一个结论：那就是今天的游戏，并非一朝一夕能够完成，绝对不仅仅是建模和编程以及AI那么简单，构筑一个场景需要大把的时间，不仅有静态的模型，更有各种动态的特效。不同角度的光线，室内密闭的环境光。甚至室外场景有茂密的植物以及阳光。尤其是那些夕阳之下的场景。这些都是各种特效装饰出来的画面。
　　因此一个没有特效的画面，将会是不完整的。一个没有阴影的模型，将会是脱离环境而存在的。有了阴影的模型就会真正融入环境中，没有曲面细分点缀的模型将会是光秃秃的存在。而没有物理引擎的游戏，将会让玩家感受不到碰撞的&打击感&
　　同样的引擎-不同的技术等级将带来不同画面
　　因此说了这么多，可见游戏技术是多么重要，今天这个时代开发一个游戏，就如同策划一个电影一样，游戏是一个自由化的空间场景。但游戏每个场景的剧情和玩家能看到的部分，都是设计师精心制作的。为了带给玩家更好的体验，某些游戏可能不得不去采用先进技术，甚至可能损失很多帧数来得到画面。这也就限制了很多玩家的行动空间，降低了游戏开放性。但提高了小环境中的细节。这都是因为今天的游戏风格改变了，变得更加注重细节，而不是庞大的空场景。这就需要为玩家展示更好的画面和体验，没有高端的技术可以绝对做不到的。可见：游戏技术就是为了创造更好画面，就是专门给玩家提供更好体验的东西，说它是&为玩家而生&并无不妥。
　　而游戏行业发展到了今天，没有强大的游戏引擎，没有先进的游戏技术，几乎是做不出很好的游戏的，玩家的胃口多种多样，难以迎合。游戏开发者自然也为玩家准备了更多种类的游戏。然而无论游戏变成什么样子，归根结底都是通过硬件来实现的，硬件是承载软件的根基。没有强大的硬件自然是无法启用巅峰的特效的。尤其是对于游戏开发者来说，硬件有多强，软件才能有多强。由此也可以看出强大的图形处理器硬件与游戏技术同样重要，都是玩家不可缺少的工具。
　　展望未来，我们或许可以更进一步接触更多游戏技术，而游戏画面逐步提高，未来的技术可以赐予我们更加真实的游戏场景。给玩家更好的游戏体验，做你从未做过的事情，或者永远没有机会尝试的事，真正感受身临其境的冒险，这就是游戏技术所能带给我们的虚拟世界。}