PlanetSide 2：技術(shù)何以驅(qū)動創(chuàng)新

Mark Ramshaw

十年前，索尼公司推出了具有突破性的戰(zhàn)爭史詩游戲《PlanetSide》（中文名“行星邊際”）。十年后，索尼重新繼續(xù)大規(guī)模多人戰(zhàn)游戲的研發(fā)并采用一款名為“Forgelight”的全新游戲引擎。這期間，索尼在線娛樂經(jīng)歷了一系列的變化。

時間就是一切。早在2003年索尼在線娛樂公司就推出了《PlanetSide》——一款大型多人在線游戲（MOO），這款游戲把玩家推到在一個人口稠密的戰(zhàn)區(qū)進(jìn)行連續(xù)和持久的戰(zhàn)斗。但當(dāng)時互聯(lián)網(wǎng)還沒有準(zhǔn)備好去應(yīng)對這個變化。雖然可以將那些頂級的網(wǎng)絡(luò)連接用在各種游戲上，但《PlanetSide》保持了一種有待開發(fā)其潛力的游戲概念。直到現(xiàn)在，依然如此。

盡管在實(shí)時3D中發(fā)現(xiàn)到飛躍性的變化很容易——從20世紀(jì)80年代的粗線框和剖面圖，發(fā)展到由PC和游戲機(jī)作為動力支持的渲染器和多邊形的圖像——可是互聯(lián)網(wǎng)的變革和它對游戲的影響反倒不太被關(guān)注。1996年出現(xiàn)了3D圖形和在線游戲，這在多人第一人稱射擊游戲（FPS）《Quake》（《雷神之錘》）和多人游戲《Meridian 59》（《子午線59》）中也埋下了種子。然而直到四五年前，游戲開發(fā)商才有能力把錢投到大多數(shù)玩家身上，這些玩家的電腦既擁有強(qiáng)大的顯卡和處理器性能，同時也連入到高速寬帶網(wǎng)絡(luò)上。

因此，二維《PlanetSide 2》于去年十一月推向市場，這款游戲與《PlanetSide 1》有很大的不同。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)渴望充分利用游戲。這款游戲的研發(fā)者具有極大的野心，將游戲的規(guī)模制作得相當(dāng)驚人。超過2000名玩家并肩作戰(zhàn)，相互對抗，同時跨越一個巨大的持續(xù)的在線環(huán)境作戰(zhàn)，無需人為邊界。為了進(jìn)一步順應(yīng)當(dāng)今電子游戲的發(fā)展趨勢，索尼選擇將《PlanetSide 2》做成一個免費(fèi)游戲。

構(gòu)建更好的MMOFPS

雖然開發(fā)這款游戲耗時18個月左右，不過早在五年前研發(fā)人員就為ForgeLight成為大型多人動作的引擎打好了基礎(chǔ)?！笆聦?shí)上，我們的第一個計(jì)劃是采用《PlanetSide》原來的引擎并將其升級為這一代的規(guī)格”，《PlanetSide 2》的高級藝術(shù)總監(jiān)特拉梅爾·伊薩克（Tramell Isaac）透露說：“但我們很快意識到采用為《自由國度》和《克隆戰(zhàn)爭冒險游戲》而開發(fā)的技術(shù)更有意義，而增添各種花哨的效果可能會構(gòu)建一種強(qiáng)大的MMOFPS（大型多人在線第一人稱射擊游戲）體驗(yàn)，這跟你今天看到和體驗(yàn)ForgeLight引擎的感覺差不多。”

最重要的是，F(xiàn)orgeLight不僅為《PlanetSide 2》奠定了基石，也為所有索尼在線娛樂公司即將推出的MMO項(xiàng)目奠定了基礎(chǔ)。高效的游戲引擎和游戲同時被創(chuàng)造出來，而且后者是前者發(fā)展的必然要求。伊薩克對此表示認(rèn)同，但也承認(rèn)這不容易：“對我們來說，研發(fā)在線功能是對開發(fā)團(tuán)隊(duì)最大的挑戰(zhàn)。我們進(jìn)行了許多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)和嘗試，許多人都持觀望態(tài)度，也有許多人對最后成功的到來做了不切實(shí)際的假設(shè)。但我們做到了，主要是因?yàn)槲覀兿朐O(shè)計(jì)一個引擎，它能滿足最苛刻的游戲要求，相當(dāng)于一個功能持久的MMOFPS。我們發(fā)現(xiàn)，如果ForgeLight可以使《PlanetSide 2》每分鐘運(yùn)行60幀，那么我們就可以使所有游戲都達(dá)到每分鐘運(yùn)行60幀?！?/p>

從本質(zhì)上講，F(xiàn)orgeLight是針對下一代的游戲引擎，目的在于把最新的實(shí)時光照和渲染技術(shù)引入到開放世界的環(huán)境中，使成百乃至上千的玩家都可以一起玩。很明顯，這基于以下幾個原因。首先，因?yàn)殚_放的世界意味著圖形設(shè)計(jì)師不能限制玩家移動或使用簡單的搏殺技巧。這就需要該引擎渲染場景，并使該場景在任何情況下從任何角度看都不錯。其次，數(shù)以百計(jì)的角色和交通工具等同于成千上萬的多邊形。要在一個場景中渲染這么多游戲道具，還要看起來好看，確實(shí)是項(xiàng)很大的任務(wù)。第三，除了要用渲染技術(shù)制作與高密度人口和開放式環(huán)境相關(guān)的所有游戲道具外，將眾多在線玩家之間的大量數(shù)據(jù)同步化也是一個挑戰(zhàn)。玩家想在任意一個時刻看到相同的游戲世界迭代，這個要求對于作戰(zhàn)類游戲顯得尤為必要。

美麗的游戲世界

在圖形方面，這一切轉(zhuǎn)化為一個可擴(kuò)展的引擎，以Direct X9為基礎(chǔ)，并結(jié)合最新版本的NVIDIA的PhysX技術(shù)。使用延遲渲染的方法，具有大氣散射效果和容積迷霧，采用環(huán)境光遮蔽的形式，進(jìn)行動作模糊處理和動態(tài)的日夜循環(huán)。在《PlanetSide 2》游戲中，這些因素都被用來襯托出巨大的游戲世界的美麗。這個世界的特征是：有三個不同的大洲，有植被，有室內(nèi)和室外環(huán)境，有時是數(shù)百名士兵、飛機(jī)和陸基戰(zhàn)斗車輛大型戰(zhàn)役。面部動畫也是一個關(guān)鍵因素，將更多使用在未來的ForgeLight游戲《EverQuest Next》上。

免費(fèi)構(gòu)思的背后

把《PlanetSide 2》作為一個免費(fèi)游戲發(fā)行可能看起來是個令人好奇的事情，尤其是當(dāng)前在《PlanetSide 2》還背著一定程度惡名的階段。索尼在線娛樂公司之前在該領(lǐng)域制作過一些游戲產(chǎn)品，首先創(chuàng)造出一些免費(fèi)的虛擬世界。索尼費(fèi)盡心思想出了一個盈利模型，據(jù)此，玩家把錢（目前估計(jì)大約10%的《PlanetSide》玩家這樣做）花在贏取額外獎勵和通關(guān)獎勵上，要么是自己喜歡的物品（如VISUAL MODS），要么是游戲中不太占優(yōu)勢的物品。

“研發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了免費(fèi)游戲《PlanetSide 2》，這并沒有對團(tuán)隊(duì)成員的數(shù)量產(chǎn)生任何影響”，伊薩克說：“我們的目標(biāo)是重新想象原來的MMOFPS，從而創(chuàng)造一個非常棒的游戲世界，具有多樣的射擊游戲玩法和可以跟市場上最知名的FPS游戲進(jìn)行PK的功能。我們竭盡全力去做到這一點(diǎn)。”

事實(shí)上，伊薩克的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)包括了約45名概念藝術(shù)家、3D造型師和動畫師等創(chuàng)作人員，這個團(tuán)隊(duì)的人數(shù)與其他制作優(yōu)質(zhì)零售版游戲的工作室的人數(shù)差不多。“我們的商業(yè)模式是創(chuàng)造高品質(zhì)游戲體驗(yàn)的一個因素。與之前研發(fā)的游戲相比，對我們研發(fā)《PlanetSide》的過程真正有很大影響的是開發(fā)的整個過程中，我們想從頭到尾都能大量參與到我們研發(fā)的社區(qū)游戲中。游戲玩家的反饋一直是創(chuàng)作的基石。我們確信，事實(shí)上他們?nèi)虆⑴c了我們的開發(fā)流程，并從一開始就提出意見和建議。”

設(shè)計(jì)風(fēng)格與策略

雖說顧名思義，可是《PlanetSide 2》這個名字與其說是游戲續(xù)集，不如說實(shí)際上是對于之前游戲產(chǎn)品的再想象，就連游戲世界（《Auraxis》）也是一樣的。正如游戲中共有三個交戰(zhàn)的帝國：獨(dú)裁地球共和國、新聯(lián)邦、瓦努主權(quán)國（通過使用外星科技致力于人類進(jìn)化的一個派別）?；谑紫葘κ昵暗母拍詈驮O(shè)計(jì)的探討，游戲設(shè)計(jì)師和藝術(shù)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)有能力按照再想象的方式去創(chuàng)造這個游戲項(xiàng)目了。

“當(dāng)開始研發(fā)時，我們要注意與原來的形狀、顏色和輪廓相匹配，同時確定一個研發(fā)的方向，這將進(jìn)一步加強(qiáng)各帝國間的差異”，曾任《PlanetSide》第一版的藝術(shù)總監(jiān)伊薩克說：“除了Nanite Systems公司能研發(fā)出產(chǎn)品《武器和車輛制造商》外，我們現(xiàn)在也能制作具有特定背景的武器、車輛和設(shè)備?！?/p>

伊薩克說，針對新游戲的每個藝術(shù)功能進(jìn)行的審查是為了確保它與游戲中對象的精細(xì)形狀和每個帝國的語言表達(dá)方式相貼合。簡單說，不同帝國用不同圖形表示。圓圈表示地球共和國，方形表示新聯(lián)邦，三角形表示瓦努帝國。

“這些形狀都是獨(dú)一無二的，不容易混淆”，伊薩克說：“這些都是基本規(guī)則，創(chuàng)作人員知道后就需要很好地實(shí)施上述規(guī)則。結(jié)果你會看到自己的作品很棒，很有視覺吸引力和凝聚力。要達(dá)到上述效果，創(chuàng)作人員的堅(jiān)持和勤奮是必不可少的，這樣就能使游戲無論外觀還是體驗(yàn)都具有你想表現(xiàn)的風(fēng)格?！?/p>

研發(fā)小組發(fā)現(xiàn)將高科技用在游戲中的設(shè)計(jì)靈感存在于常見的媒介物，如電影、電視、漫畫、概念藝術(shù)和概念車等。但伊薩克說凡是在科幻流派中濫用的技巧，他們努力避免使用在自己研發(fā)的游戲產(chǎn)中。然而，對環(huán)境設(shè)計(jì)來說是有點(diǎn)麻煩。

“當(dāng)創(chuàng)建科幻環(huán)境時，研發(fā)人員必須將自己熟悉的東西放進(jìn)游戲作為創(chuàng)作的開始，然后再按照自己的方式工作”，他說： “人們會認(rèn)同本地化的事物，但是如果你創(chuàng)建的東西源于外來文化或有新奇感，讓本地人覺得理解不了，就會造成一部分受眾無法跟你達(dá)成共鳴?！?/p>

植物是游戲場景中熟悉而基本的道具。伊薩克指出：“在每一個以植物為基礎(chǔ)的科幻電影中草是最基本的。玩家很容易就認(rèn)出來是草，并且相信草也存在于虛構(gòu)的行星上。如果想改變草的樣子讓玩家認(rèn)不出來，那么他們就會覺得‘整容后的草辨別不出來?！?/p>

時尚的游戲角色

地面部隊(duì)的角色創(chuàng)作以客制化的方式來設(shè)計(jì)。每個角色的基本造型采用模數(shù)化的方式，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步構(gòu)建。這樣不僅能讓玩家選擇每個角色的級別，而且還能改換不同武器，增加貼圖，改變頭盔樣式、裝甲和制服。伊薩克認(rèn)為游戲的形式和功能是考慮的關(guān)鍵因素，特別是對那些為地球族共和國而戰(zhàn)的軍人，他們的外在形象上傳達(dá)了該國豐富的軍事歷史?！澳憧梢钥吹?，他們在基地穿的服裝都很合身，是用特殊的、耐穿的材料制成的。”他們在盔甲合適的部位增加了填充物。衣服的穿著方式很細(xì)節(jié)化，細(xì)致到了背帶、腰帶和扣子等，這樣游戲角色穿的制服就顯得真實(shí)可信。

更出色的表面效果

伊薩克本人對已經(jīng)上市的強(qiáng)大的“引擎渲染系統(tǒng)”感到尤為驕傲。這個系統(tǒng)使研發(fā)人員能應(yīng)用多種特殊技術(shù)，對單個原材料進(jìn)行處理后獲得想要的外觀。“我喜歡使用‘車體效果渲染器。采用ForgeLight及其渲染器系統(tǒng)，我們能夠模仿‘引擎渲染系統(tǒng)對單個對象進(jìn)行處理。對于大多數(shù)游戲而言，其表現(xiàn)為色彩質(zhì)感，高鏡面反射和環(huán)境貼圖。但在現(xiàn)實(shí)生活中，汽車是一個金屬片，稍后車身會涂滿底漆，以便保護(hù)金屬材質(zhì)并使油漆粘得更牢。正如剛才所說，接下來把涂料刷在車身上。最后，再上一個透明涂層。

“聽起來復(fù)雜多了，對不對？但ForgeLight引擎不屬于這種情況。有了ForgeLight，我們就能夠把它作為模仿的對象。每層底漆都有鏡面質(zhì)量，但無法只被一張高光貼圖處理，于是我們有三個對應(yīng)的貼圖。除了漫反射和法線貼圖，我們也有一個詳細(xì)的地圖，詳細(xì)選擇地圖，平鋪色調(diào)地圖，貼花層，疊加漫地圖，以及覆蓋鏡面地圖?；谏鲜龈鱾€層面，我們能夠創(chuàng)建出表面特征和現(xiàn)實(shí)屬性類似的產(chǎn)品。當(dāng)然肯定會受到限制，但我們?nèi)匀幌Ｍ私膺@款引擎的基本功能?！币了_克對于游戲引擎的動態(tài)日夜循環(huán)表現(xiàn)出同樣的熱情。“ForgeLight有大量的功能可選，基于時間因素和環(huán)境因素，這些功能是可以被調(diào)整的”，他說：“這些因素包括霧、霧湍流、云模式、云密度、云形狀、云映射、衛(wèi)星、星域、朦朧感、綻放狀態(tài)、景深和環(huán)境光照等這樣的例子不勝枚舉。所有這些和更多相關(guān)因素可以在任何時間被調(diào)整，不分白天和黑夜。最難的部分是研發(fā)人員要好好自控的問題，是真的?！?/p>

展望未來

雖然2012年底《PlanetSide 2》就面市了，但研發(fā)團(tuán)隊(duì)的任務(wù)并沒有就此結(jié)束。不同于標(biāo)準(zhǔn)的盒裝游戲，盒裝游戲有偶爾的修補(bǔ)程序和其他下載程序，通常是可選的且有附加功能?！禤lanetSide 2》這款游戲本質(zhì)上是將玩家、研發(fā)者和游戲內(nèi)容連接起來的中介。當(dāng)在漫長的游戲測試階段聽取了玩家的反饋后，索尼在線娛樂公司計(jì)劃繼續(xù)這樣做，原因在于它推出的游戲和底層引擎得到了進(jìn)一步更新。

索尼已經(jīng)制定了一個為期三年的計(jì)劃，有一些關(guān)鍵的想法正在醞釀中，包括增加車輛和武器，NPC（非玩家角色）的到來，創(chuàng)建由電腦控制的敵人和軍隊(duì)，以及制作涉水行進(jìn)。上述這些因素?zé)o疑都會改變游戲的本質(zhì)，同時給予設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)更多思考空間。而《PlanetSide 2》藝術(shù)團(tuán)隊(duì)能夠制作視覺上最令人印象深刻的3D游戲之一得歸功于ForgeLight。直到今天，研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在討論圖形更新，包括動態(tài)天氣，“碰撞物理系統(tǒng)”和更好的視覺保真度等。

“ForgeLight的創(chuàng)建是為了面向未來”，伊薩克說：“目前，《PlanetSide 2》還沒有運(yùn)行最高紋理分辨率，因?yàn)橛脕硖幚砟切┮?guī)格的顯卡在當(dāng)前市面上還找不到。ForgeLight引擎的研發(fā)還處于起步階段，要創(chuàng)建完成還有很多功能沒有加進(jìn)去。我們才剛剛開始呢?！?/p>

一支槍的創(chuàng)建

特萊姆·伊薩克透露了《PlanetSide 2》中典型道具的研發(fā)過程。

“當(dāng)設(shè)計(jì)師傳達(dá)信息并告訴我們其設(shè)計(jì)的物體是什么，該物體的用途和目的是什么，這就表明他們的設(shè)計(jì)工作開始了。假設(shè)這個物體是槍，在這種情況下我們擁有的一個固定的模板就能創(chuàng)建出槍來。同時，能幫助動畫師快速制作動畫，并且用我們創(chuàng)造的武器道具來安裝。

這個概念來源于Maya的3D模塊。通過增加邊緣環(huán)路和確保所有活動部件的運(yùn)作把該模型進(jìn)行幾何細(xì)化，之后再完成建模。一旦模型完成，就建模解開網(wǎng)格UV1和UV2。第一UV集用于基本的質(zhì)感，第二UV通道為色調(diào)遮罩、“detail normal”和覆蓋值。而模型完成后，動畫師會專注于動畫proxy流程。當(dāng)動畫完成后，研發(fā)人員對槍進(jìn)行調(diào)諧設(shè)計(jì)，然后進(jìn)入QA測試。通過QA后就成為免費(fèi)發(fā)布的現(xiàn)場游戲。”

對話與采訪

索尼在線娛樂公司的技術(shù)總監(jiān)萊恩·伊萊姆就網(wǎng)游《PlanetSide 2》的尖端游戲引擎ForgeLight和索尼其他即將推出的MMO游戲透露了一些內(nèi)幕消息。

A=萊恩·伊萊姆

Q：設(shè)計(jì)用于多款MMO游戲的引擎，對于索尼來說是多大的挑戰(zhàn)？尤其是《PlanetSide 2》和《EverQuest Next》這兩款最早的游戲是否有不同尋常的要求？

A：你把額外的編程放進(jìn)某款游戲一次，那么對于相似的一些游戲都可以經(jīng)常用到這個功能。現(xiàn)在，我們能夠在不同游戲中進(jìn)行代碼分叉，原因就在于快節(jié)奏的環(huán)境推進(jìn)了科技發(fā)展的速度。顯然，肯定不是從頭開始那么辛苦，要省力得多。

Q：能夠?yàn)橛螒蛑袕?fù)雜的環(huán)境提供照明，主要是因?yàn)镕orgeLight強(qiáng)大的功能。這款引擎是通過什么方法實(shí)現(xiàn)的？

A：由于環(huán)境照明系統(tǒng)隨時間而持續(xù)演變，所以無法將游戲?qū)ο筮M(jìn)行“烘培”。游戲中有一個特殊的環(huán)境地圖，該地圖用來接收來自太陽和天空的光線，并且發(fā)射出間接光線，然后間接光線被卷積成MIP金字塔，接著通過使用預(yù)卷積環(huán)境的映射技術(shù)采取間接光線的樣本。盡管對于如何獲得局部表面產(chǎn)生的間接光照還沒有解決方案，但是動態(tài)環(huán)境地圖可以使玩家在室外玩游戲時獲得十分給力的照明。

Q：那么，其中的映射系統(tǒng)又是怎樣的？

A：引擎本身是支持PCF技術(shù)和ESM技術(shù)進(jìn)行映射的，但《PlanetSide 2》只使用PCF以獲得最佳性能。而CSM用來渲染太陽。針對《PlanetSide 2》的渲染器和流水線則采用傳統(tǒng)的延遲渲染技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)受限于用戶設(shè)置，最多可達(dá)到4G緩沖。

《PlanetSide》游戲設(shè)計(jì)的美術(shù)亮點(diǎn)

技術(shù)總監(jiān)兼高級藝術(shù)總監(jiān)特拉梅爾·伊薩克講解索尼在線娛樂公司如何應(yīng)用最新推出的ForgeLight引擎，將照明、poly counts技術(shù)、渲染器和物理定律融合在一起。

在渲染方面

“我們所有的渲染器都是在Maya中設(shè)置的。我們把常見的紋理跟游戲中的道具聯(lián)系在一起”，伊薩克說：“渲染系統(tǒng)非常強(qiáng)大，使我們可以用多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)試圖模仿的游戲角色形象?！?/p>

光線下的盲區(qū)

伊萊姆說：“《PlanetSide 2》通常每幀渲染100多盞燈光，有三次左右覆蓋每個像素”，“離散光線是無限的，但是每個像素不會被一叢不同的光線所覆蓋。隨著渲染像素總量的增加，渲染時間相應(yīng)呈線性增長?！?/p>

真實(shí)色彩

“ForgeLight的照明系統(tǒng)是真實(shí)的”，伊薩克說：“由于現(xiàn)實(shí)世界中色彩混合在一起，所以我們也讓這些色彩在ForgeLight里混合。如果我穿一件黃色T恤，走進(jìn)一個有藍(lán)色光線的房間，那么襯衫會顯得偏綠。同樣道理也適用于ForgeLight里的各種色彩。

物理加速

雖然這款游戲還沒有采用“碰撞物理系統(tǒng)”，但是NVIDIA的PhysX技術(shù)已經(jīng)深深融入到《PlanetSide 2》的整個研發(fā)過程?！坝螒蛑袔缀跛械慕巧偷谰叨际沁@樣的”，伊萊姆說：“通過PhysX技術(shù)在數(shù)以千計(jì)的客戶間進(jìn)行協(xié)調(diào)是個巨大的挑戰(zhàn)?！?/p>

動態(tài)捕捉

制作每個全副武裝的角色需要15000個左右的多邊形?！拔覀冞\(yùn)用‘動態(tài)捕捉獲得標(biāo)準(zhǔn)移動，用手工動畫獲得以第一人稱出現(xiàn)的角色動畫”，伊薩克說：“研發(fā)人員進(jìn)行手工動畫和動作捕捉動畫時，都能從IK系統(tǒng)得到一些幫助，包括將手放在把手上，握持武器，并確保腳接觸地面等。”

開闊視野

ForgeLight使用了大量的技巧和優(yōu)化技術(shù)，對單一、無縫和高細(xì)節(jié)的環(huán)境渲染。“ForgeLight利用實(shí)例化幾何體解決方案，使我們能夠快速地渲染所有同類別的道具”，伊薩克解釋說：“讓我們連同細(xì)節(jié)水平系統(tǒng)在游戲世界Auraxis做出令人驚嘆的事情吧?！?/p>