当腾讯最成功的MMO开始研究开放世界

来自 游戏葡萄 2021-12-26
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当腾讯最成功的MMO开始研究开放世界

太多人低估了《天涯明月刀OL》新的年度资料片:「云上之城」。

先别急着把文章关掉——或许你会觉得,这款已经上线5年的端游MMO玩不出什么新花样。但如果你体验过「云上之城」,你会发现,它向开放世界悄悄迈出了一小步。

这个资料片的地图将达到8X8的大小,而且采用了制作流程向影视看齐的实景扫描技术。这样的生产管线,是生产开放世界所需海量资源的基础。

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与此同时,他们还升级了光线追踪的效果,并实现了全真物理碰撞的模拟。有了这些特性,玩家将与世界产生更多互动,而这是开放世界探索玩法的前提。

去年《天刀》制作人杨峰曾表示,他们拆解过不少单机开放世界的玩法,分析在剥离它们的一次性体验之后,能不能找到支持网游长线体验的循环,并计划在新地图做一个开放世界方向的Demo。种种迹象表明,「云上之城」符合这个定义:它拉开了一场大戏的序幕。

前几天,葡萄君采访了《天刀》研发团队,了解了这个资料片背后的技术突破点和实现过程,以及他们对于开放世界的见解。


01  如何还原足够真实的场景?

去年年末,北极光通过几个新老项目的开发储备了不少技术。再考虑到社会价值,《天刀》团队设定了一个目标:搞一场文旅联动,把整个张家界搬到游戏里。

那么问题来了:张家界的山形奇特,植被茂密,地形起伏巨大,要想还原当地的光照情况和自然地理条件,且做出8X8的地图,必须要能量产高品质的资源。于是团队决定效仿影视行业,引入实景扫描的流程——去现场把一切都拍下来,再逐一还原参数。

听起来很好理解,但这套流程对细节的要求实在太多了。

第一,拍照似乎很简单,但记录一切可就难了。到底应该用什么相机?什么标准的光圈、快门、镜头和遮光片?如何记录材质、光照和环境数据?又该如何保证捕捉出来的HDR贴图、光照单位的准确,以及在时间上的连续度?即便做了不少功课,美术团队依然跑了两趟,才拿到足够多的原始素材。

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真实的张家界

第二,如何保证还原的程度?拿到RAW源文件之后,团队需要用算法复原真实世界的成像规律——在传统流程当中,美术可以直接上手调整做出成品;但如果想追求写实效果,团队必须追求极致「物理正确」的生产管线,所有环节都要遵循流程,不能为了追求好看的结果,就让老师傅随意发挥,省略步骤。

第三,做出素材之后,团队还要用Look Dev验收——也就是在多种光照环境下,查看和调整各项参数。这要求技术团队真正吃透理论,确保算法完全符合所有公式。"最明和最暗的环境,光照HDR的范围可能差得非常多,你要通过高光管线确定裁掉的部分合理,完整还原从物理光照到曝光成像过程每一步的细节。"

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不同天气和场景的光照度

在这个过程中,甚至人的双眼也不太靠谱。引擎负责人刘冰啸举了一个例子:一位负责Look Dev的TA做好了视频,他怎么看都觉得光线有违和感,可仔细一查,又发现参数没有问题。"大自然的光照条件千变万化,只有认真做对Look Dev,才能让玩家感受到真实世界的效果。而平常我们习惯了生活中的人造光,如果只按照我们的认知来调,游戏就会变得没有特色,过于平庸。"

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第四,上述流程并不是只研究个1-2年就能捋清,它们背后还有对新技术经年累月的关注。比如为了学习理论,团队一直在阅读图形学领域的会议论文和专著,"历年的SIGGRAPH、GDC会议都要跟进,16开的英文资料至少看了300-400页。"即便如此,在实操过程中他们还是会遇到卡点,需要咨询工业光魔等影视公司的朋友。

现在你应该对于「用实景扫描量产高品质资源」的难度有了了解,但这才刚刚迈出了第一步。想做出真正写实的场景,还要有美术团队的海量投入。

例如为了制作张家界的山石和植被,场景团队先是恶补了地理知识,弄清楚了侵蚀构造会如何塑造砂岩地貌;又根据张家界的纬度和海拔,列出了上百种植被,从中挑出了武陵松、红豆杉、野芭蕉等二十多种常见植物,思考如何把它们还原出来。

在常规地图当中,一般只要制作十几种岩石就可以不断复用;但砂岩地貌太过奇特,石柱、石块、悬崖……至少要做四五十种才能还原那种氛围,而且石英砂岩的石质稍软,负责雕高模的外包团队很难平衡细节度,最终每块石头都要经过10次左右的沟通才能完工。

然而把这些岩石放到场景里,美术团队又发现了新的问题:张家界的岩石量远远高于常规场景,且彼此间隔很小,如果按原样摆放,性能负担实在太大。于是在3-4个月的制作之后,美术又额外花了1个月,重新对模型和细节做了一系列调整,再配合混合材质,最终才保证了性能。

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不过幸运的是,美术团队在植被方面的工作还算顺利。孙老师说,除了制作工具的升级,引擎性能和底层支持的提升也让美术效果有了质的飞跃:树木从2000-3000面升级到了5000-10000面,AO贴图的烘焙让它们的轮廓造型更加立体,光线照射到叶片的质感也显得更加自然。

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这也引出了下一个话题:除了新的开发流程和美术团队的努力,《天刀》还在更底层的部分下了不少功夫。正如北极光技术总监安柏霖之前所说,"前面的技术都是招式,但打出来靠的是内功。"


02  永无止境的优化,和更扎实的底层支持

刘冰啸说,游戏开发有一个很常见的规律:当细节复杂度提升之后,团队要解决的是多项系统之间的乘法关系,这对底层系统的设计会带来极大的影响,也会提出更高的要求。

一个直观的例子是光线追踪。不同的光照射到不同的材质,都会产生不同的效果。因此光用影视化流程做出更物理的材质还不够,想模拟真实世界,必须实现更好的光线追踪效果。

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《天刀》在显卡上运行,对每一个指标都要理解透彻,在算法上发挥充分

由于《天刀》采用了自研引擎QuicksilverX,团队没有采用其他引擎自带的软件光追方案,而是会去研究NVIDIA、AMD等硬件的光追算法。"这样理解最彻底,代码最干净,也会受到更少的限制。"为了达成这些,他们要理解硬件光追背后所有的原理,并始终保持与硬件公司工程师的交流研究,确保每一个细节指标都理解到位。

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之所以能这么做,是因为QuicksilverX主打的就是性能优化。《天刀》团队内部有一套监控代码行数的系统来严控代码量,以此保证引擎足够轻简,更容易升级管线;他们还开发了不少自动化的工具,在美术提交地图后的第一时间让机器人做AI验证,把地图分割成64X64大小的区域,分区展示性能,记录问题,回放场景,一键输出「体检报告」,以便QA和程序做针对性的调整。

刘冰啸说,《天刀》有50%以上的程序都在负责优化,而且他们都很资深。"资源和算法合不合理?有没有更好的解决方案?如果全都合理,那它的设计足够合理吗?比如是不是可以按区来做,或者在美术遮挡上做一些效果?这些都需要经验。”

但即便如此,性能优化也依旧有不少挑战。在贴图、模型规格不断升级,并引入影视级流程之后,团队要把握新的变量。"有点儿像解方程式,这一侧有好多变量,那一侧要有固定的结果,然后计算如何分配。"为此他们既会研究在汇编语言层面(比算法更底层)的改动,也会从产品视角出发和美术沟通,比如野怪会在很远处就被击杀,那就可以适当降低细节,以保证主要角色的精度。

在流程上,这也要求技术和美术团队之间充分信任。在前期工作的时候,技术会尽量减少对美术的限制,先把效果拉满;但美术也会理解为了保证性能,后面大家还要一起反复调整资源,拼命优化,“而不是听说性能爆了要砍资源,就要杀个程序员祭天。"

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不过如果只是实现了更好的美术效果,那「云上之城」还称不上拉开了研究开放世界的序幕。更需要注意的是,有些底层能力的建设,还为未来的玩法创新打下了基础。

正如前文所述,张家界的地貌复杂,高低起伏巨大,如果玩家一直站在地面观赏,显然就差了点儿意思。于是为了实现3D空间之间的移动和观察,团队开始研究更好的物理模拟技术。

物理的基础是碰撞。之前《天刀》采用的是基于Voxel(体素)的碰撞方式,它会在后台把资源拆分成大量体素再进行计算。这种做法可以节约性能,但不够精确。"比如它会把体素的上表面设定为可行走区域,只有落在这个范围才合法。"

而在「云上之城」中,团队实现了全真物理碰撞,让侧面也可以被检测,且在后端也支持多人对于整体环境的改变,这增加了玩家的可操作区域的范围,"像是爬山就可以实现了。"在新资料片的单人探索场景,以及生存撤离PvP玩法「馥郁之战」中,地形和物理特性也会发挥更大的影响。团队表示,随着技术实力的提升,后面他们还会尝试更多基于真实物理引擎的创新玩法。在未来一段时间里,这片8X8的区域将成为《天刀》着力研究开放世界的试验场。

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馥郁之战原画

说实话,「云上之城」更新的不少特性,放在单机大作里可能不算是特别顶尖——毕竟《天刀》是一款已经上线了6年的多人同屏网游,他们要带着历史包袱,寻找因地制宜的技术解决方向。但在安柏霖看来,「标准化」是工业化的一大要素。而借由「云上之城」,他们朝理想中的目标踏出了关键的一步。


03  结语:日拱一卒

我们常常认为,国内游戏公司的技术距离3A厂商还有巨大的差距。但安柏霖说,每年大家在GDC或者SIGGRAPH上公布的最新成果,他们团队都有把握在2-4月内实现;就算想追逐超出前人的技术特性,只要愿意付出更高的成本,也不是没有可能,"比如当年《天刀》的云海,以及透明布料的衣服。"

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当年《天刀》的云海效果

不过这些局部的突破,只能说是一个开始。刘冰啸讲了一个小故事:之前《天刀》制作人杨峰曾问他,能不能做一张《幽灵行动》那样的,64km X 64km的地图?他评估了一下觉得没问题:"我们有Streaming机制,只需要加载玩家身边的地图资源,性能没问题;而且现在基于houdini的过程化生成技术在团队也已经应用得非常纯熟,在生产管线上也能搞定,甚至更大都可以。" 

但在技术因素OK了之后,大家还要做更全盘的考虑:在这么大的地图上面,玩家能不能玩到足够丰富多变的内容?这些内容的设计和生产,将对工具链、美术和策划提出更高难度、更大工作量的要求——做游戏从来不是一个单点突破的任务,而是一个系统性的挑战。

面对这样的挑战,《天刀》的选择是用稳扎稳打的方式,通过每个版本保持进化。"从新手村的九华地图,到后面出的从龙,再到现在的张家界,画面变化贼大,几乎都不是一款游戏……每出一张地图,我们就往前拱上一步。"

团队告诉我,未来这样的节奏还会继续下去。当前版本的张家界开放的面积只有计划中的十六分之一,战场玩法也只是试水;明年4月,《天刀》将开放下一个单人探索的版本,后者呈现出来的玩法和实力,会更接近团队对于开放世界的想象;而整张新地图将在2022-2023年内全部完成——听上去是很漫长,但用刘冰啸的话说,"日拱一卒,这是必须经历的过程。"

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