抓住CGDC开发者大会的精彩时刻!这里有6个你必须了解的游戏技术发展与应用
2021-07-31 来源:电愉土豆泥
为美好的游戏体验献上祝福
2021CGDC已经是第十九个年头,本期的技术专场大佬云集。Unity、腾讯科技、英伟达、维塔士、音能科技、AMD、英特尔等国内外软硬件企业,汇聚于此分享最前端的游戏技术升级,包括但不限于《Unity实时光线追踪技术应用和案例》、《光线追踪超低采样数近年研究及发展》、《实时光线追踪特效在游戏中的实用案例》、《Switch游戏移植项目中的CPU/GPU性能优化技术分享》、《AMD FidelityFX Super Resolution》、《英特尔 OpenVINOTM在Unity游戏引擎中的应用》。不要眨眼!我们直接进入正题。
还要升级?光线追踪技术持续加码
水面能够正确地反射船只的倒影、玻璃碎片可以透过光柱,游戏画面更加逼真和贴近真实世界,离不开光线追踪技术。玩家们的呼声与厂商们的努力,一同促成了这场技术升级、体验升级的狂欢。尽管光线追踪完全取代光栅化,可能是一个漫长而艰辛的过程,但已经有许多厂商踏出了坚实的一步。
Unity Technologies Unity 大中华区平台技术总监杨成带来了《Unity实时光线追踪技术应用和案例》主题演讲。就光栅化算法和光追算法而言,存在7个层面的对比较量,分别是环境光遮蔽、屏幕空间反射、屏幕空间全局光照、屏幕空间阴影、次表面散射、递归式渲染、路径追踪。
高清渲染管线将逐步替代所有内置渲染管线。不管是可应用于Unity支持的所有平台的Unity HDRP渲染管线,还是可应用于PC、Xbox和Playstation这些配备独立显卡平台的渲染管线,以及可应用于用户想要支持的目标平台的自定义渲染管线(自行编写,例如《永劫无间》),这些内容才是未来发展的方向。
腾讯科技(深圳)有限公司专家工程师连冠荣带来了《光线追踪超低采样数近年研究及发展》主题演讲。针对光追对样本/每像素(SPP)的限制问题,不同的降噪方式有着不同的解决能力。首先是增量平均值,但这个方法也有局限性:没能照顾到突然切换摄像机角度、视角放大和缩小、摄像机平移等场景。
为弥补以上缺陷,时域方法被提出。当然,问题的处理不是一蹴而就的。在降噪过程中,更多的问题涌现,但也引来了更强大的解决方案团队。高斯和双边过滤器,飒爽登场。
最后是神经网络方法,一种应用于高分辨率图像场景的解决方案。当周围背景像素过高时,降噪操作将不得不面对消耗资源较大、反应速度较慢的状况。这时,过滤图像的操作比过滤噪音更合适。具体来说,我们可以通过深度神经网络对图片去噪、仅使用层数更少的神经网络生成引导图像、之后使用双边网络做过滤。
又快又狠!各厂商直接拍应用案例
英伟达半导体科技上海有限公司中国区内容技术主管林楠带来了《实时光线追踪特效在游戏中的实用案例》主题演讲。光追技术现已进入新纪元,功能更为强大,能够覆盖更多影视级光照效果:海量动态光源、全动态简介照明、混合半透明、高精度焦散、高效高质量降噪器。
为适应时代变化,英伟达也在全局照明、反射、透明与焦散等方面升级,并拥有配套的游戏实用案例,或许能给予业内人士启发。光追直接照明下的2种解决方案RTXDI和ReSTIR,具备不在意光源数量的优势;光追间接照明下的2种解决方案ReSTIR GI和RTXGI,前者具备一并解决阴影、直接光照、间接光照的优势,后者则具备效率不受分辨率影响、无需降噪、可按需求调整更新速度的优势。若要看具体表现,ReSTIR GI的实际游戏案例《仙剑7》能给出答案。
半透明效果方面,光追折射能够大幅度提升半透明效果。除此之外,这里还有混合半透明渲染的2套方案:半透明反射和全混合半透明。方案一适应于窗玻璃、水面等层数较少且无需光追折射的情况;方案二适应于复杂的半透物体与粒子效果一同使用,如玻璃制品与液体。《光明记忆》的实际案例,向在场观众展示了混合半透明渲染如何解决难题。
实时光追焦散的议题,可以分为物体焦散和水焦散两大部分。物体焦散具备适用于光滑的金属或透明物体、自适应各向异性光子溅射两大特点;水焦散具备适用于水上或水下经单次反射或折射产生焦散、光追水焦散两大特点。现场的实际案例中,出现了《剑网3》蓬莱场景、《逆水寒》大理场景与《仙剑7》实景等。
英特尔亚太研究中心资深AI应用工程师杜亚茹带来了《英特尔 OpenVINOTM在Unity游戏引擎中的应用》主题演讲。现阶段的游戏人工智能应用,已涵盖内容生产、游戏图形画质、强化学习、游戏助手等方面。与大众化的工具套件不同,英特尔OpenVINO工具套件更为关注深度优化学习模型的能力,并支持将推理引擎部署到Intel硬件上的功能。
已经有许多应用案例:与网易合作的伏羲虚拟人AI、逆水寒GameAnimoj、网易游戏学习强化功能、腾讯游戏语音GVoice。值得一提的是,OpenVINO工具套件目前仅支持英特尔硬件。
惊喜远不止如此,还有性能优化技术和NS移植经验分享
开发者大会技术专场并非光线追踪技术的个人秀,还有NS移植经验分享和AMD新技术家族的新成员报到。
维塔士上海工作室程序专家总监沈慧良带来了《Switch游戏移植项目中的CPU/GPU性能优化技术分享》主题演讲。NS移植的重要准则是“在保持画质及游戏性的前提下把SWITCH游戏优化至稳定帧数”。为保障这点,前人经验总结出的CPU优化、GPU优化和其他辅助工具3种优化方式很关键。
首先是CPU优化,包括CPU性能分析工具、平台的针对优化、常规优化。收集源信息相当重要。只有了解具体内容,团队才能高效、有序地处理各个环节。
然后是GPU优化。由于内容本身并不对移植团队开放,所以很多时候可选选项只剩下贴图优化。不过,贴图优化并不意味着简单粗暴的缩减贴图,还有采样设置等方式。值得一提的是,美术数据优化的优先级较低,只有确实没有可优化空间了才会被纳入考虑范畴。
最后是其他辅助工具,包括检测掉帧工具、跳关与触发特殊敌人的工具、低模LOD与自动测试工具。总的来说,移植工作是一个持续性的进程,除了采用合适的优化方法还要时刻与客户沟通。某些时候,交流比埋头苦干更重要。
超威半导体GPU开发者技术工程师杨方辰带来了《AMD FidelityFX Super Resolution》主题演讲。FidelityFX的新成员——Super Resolution 1.0,闪亮登场。该产品拥有超级分辨率、跨平台、开源、易于集成、高度优化等特点,并拥有配套的性能与质量模式的参数建议。
该产品仍处于1.0状态,因此也有不少局限性,例如具备抗锯齿功能;局部细节的运动闪烁会被放大;色彩明暗变化的识别能力不强、性能提升效果受机体不同的影响较大等。在后续研发中,该产品将不断克服种种难题,为更多用户提供高质量服务。
或许单项技术的优势可能不会令人感到兴奋,但硬件、游戏、软件结合起来将能真正提升交互式游戏世界的真实感。虽然过程可能漫长而艰辛,但这种可能性值得向往与期待。不知下一届CGDC开发者大会的技术专场又会带来怎样的惊喜?我们拭目以待。