米哈游再次尝试技术突破!已使用Unreal实现实时光追+卡通渲染

来自 游戏葡萄 2020-01-23
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米哈游再次尝试技术突破!已使用Unreal实现实时光追+卡通渲染

前不久,米哈游又推出了一则次世代卡通渲染的成果视频《符华 · [A]ddiction》,在短短十天内,已经在B站收获了180万播放量。从弹幕的热情程度来看,《崩坏3》玩家对这次年更大作十分喜爱,不过葡萄君更在意这次米哈游本身的技术突破。

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我们知道,自米哈游投入《崩坏3》的研发后,使用Unity引擎先后尝试了大量次世代卡通渲染相关的技术实现和应用,包括次世代品质的角色渲染;多种模式的光照特效;特殊材质的反射处理;以及大量特殊的细节效果。

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2018年米哈游技术总监贺甲的分享

而此次,米哈游使用了Unreal引擎来探索次世代卡通渲染的各种技术。据了解,他们这次还尝试在全局光照、反射、阴影等各种功能上引入光线追踪技术,并深度整合了基于次世代卡通的渲染风格,同时做到了实时运行。

具体可以看一下这则视频,推荐于B站观看1080p60fps以获得最佳体验。

视频中可以看到,场景中大量光滑表面都运用了反射效果,而人物运动后地面也会呈现出对应的反射效果。

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人物面部能看到明显的动态阴影。

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同样,还能看到多种静态光源、反射光、体积光、动态光源同时出现的复杂环境。

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乍看视频可能很难立刻体会到其中涉及的技术难点,因此游戏葡萄也与米哈游技术人员进行了简单的交流,了解到他们的一些制作心得。

目前来看,米哈游也正在探索相关技术的应用空间,不过可以确认的是,这些技术若能够得到充分的运用,将对未来的游戏品质带来巨大的提升。

葡萄君:这次使用Unreal引擎,技术团队遇到了什么挑战?

米哈游: UE4是一个在3A游戏和影视方面被广泛应用的引擎,主要挑战点在于要根据我们的需求对引擎底层代码进行定制化修改。

团队成员都有较好的基础和学习能力,从熟悉引擎到初步满足:渲染,大地形,动画,物理,AI等各方面符合定制化需求的改造花费了不到半年时间。

葡萄君:这次的作品主要攻克了哪些技术难点?

米哈游:主要在光线追踪方面,验证了光线追踪技术在游戏实时渲染和高品质CG渲染方面应用的可行性。由于这次没有使用任何预烘培光照,场景制作流程上有极大加速。

我们重写了引擎现有光追的全局光照(GI)及反射(Reflection)的算法,在降噪和GPU利用率上都有较大提升。并且实现了SSGI,RTGI,SSR和RT反射混合使用的选项,使得实时渲染的性能有较大提升。

最终通过设置不同的光追参数基本可以做到实时1080p 50fps及4K下每秒4张的高精度CG渲染。

葡萄君:光线追踪技术与次世代卡通渲染的整合难度有多大?

米哈游:难度还是有的,需要修改光追模型才能实现。场景要能采样到角色渲染,需要在光追的光照模型中添加我们自己的卡通渲染信息。

另外角色本身也要体现出光追带来的GI,AO和反射的影响。由于卡通渲染对于色彩和细节质感构成方面要求比较多,这方面我们针对卡通渲染对光追的实现加入较多的定制化处理。

葡萄君:这些效果都能做到实时运行,是一个怎样的概念?

米哈游:对于传统影视渲染来说,渲染出类似品质的画面可能需要几分钟到几十分钟不等。而现在有了硬件支持光追实时就能展现这些画面,对于CG影视创作方面带来的便捷无疑是革命性的。

在游戏方面,可以预见随着光追技术的普及,高效低成本的制作出影视级画面的时代正在来临。

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葡萄君:与此前三部作品的制作相比,这次的技术探索对米哈游来说意味着什么?

米哈游:之前三部的光照都依赖于预先烘培,较难做出动态的全局光照变化,且制作过程迭代较为繁琐。这次对于光追的尝试验证了光线追踪技术在卡通渲染游戏和实时CG渲染领域应用的潜力。

葡萄君:本次实现的效果,距离实际应用到手游,以及其他领域的游戏中,又有多远?

米哈游:手游方面随着5G的普及,以高画质和体验为主的移动平台游戏渐渐会以Streaming形式为主。而在PC和主机平台,预计年底发售的下一代主机就会陆续有使用光追的游戏出现。

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