Unreal5让游戏变成一部部皮克斯电影（2）

　　行业资讯—虚幻引擎
　　在上一期虚幻引擎的介绍里，小编为大家介绍了虚幻5引擎强大的 Nanite 功能，让高模能在游戏中使用，并为游戏开发节省了非常多的资源。今天我们就来接着说说虚幻5引擎新的强大功能 Lumen 。
　　动态全局光照
　　Lumen的中文全名是，动态全局光照。看到它的中文名称，相信常玩游戏的小伙伴就能想到，现在大家正在讨论的光线追踪技术。虽然 Lumen 和光追都是实现动态全局光照，但是他们还是有很大不同的。
　　首先我们先说说动态光照和全局光照。动态光照在游戏中很常见，游戏中手电筒发出的光、射击游戏枪口发出的火光等等都是动态光照，但是它们通常没有全局效果。全局光照，比如大自然的光，不仅照亮了场景，还会产生其他的效果，比如照射在物体上的反射，在空气中的散射，在水中的折射，在通过细小缝隙后产生的衍射等等，才形成了自然柔和丰富的光影效果。
　　光照效果通常需要很大的计算量，各大3D即时渲染软件，即使是在高配置的电脑中渲染一个小房间的光照，都需要很长的时间。就和模型的处理方法相似，为了保证游戏的流畅，开发者们通常都是在引擎中制作光源，然后进行灯光效果的烘焙，将光照的效果烘焙在固定的场景上。这个效果在游戏《镜之边缘》中有非常好的体现。
　　游戏《镜之边缘》明亮舒适的场景 光滑墙壁上有反射效果但是不能反射角色
　　但是光照烘焙也有一个问题，就是这个光照不能实现动态。别说在游玩时不能动态，就连开发组每修改一次场景中的物品摆放，都要重新烘焙一次。这也意味着，可以互动的物品和角色是不参与全局光照的，所以现阶段的游戏都是把全局光照和动态光照混合起来使用，有些地方前期进行光照烘焙，为场景打造真实的光影，有些地方用没那么真实，但是可以动态的光影。对于昼夜交替的开放世界游戏，他们靠的是一颗代表太阳或月亮的大灯，再配合各种小的辅助灯进行动态光照，来模拟出均匀的自然光，但依然不能很好的模仿出光线在空气中散射的效果。
　　有了 Lumen，游戏内的任何光源，大如太阳，还是小到桌上的台灯、掌中的魔法，都将可以实现动态全局光照了。所以演示中，从角色点亮手里的魔法开始，展示了ue5的全局光照效果：人物的脸颊因为魔法光的摆动，而出现星星点点的光斑和明暗变化、场景中的可动物体，比如可掉落的石头，乌鸦、角色自己都能参与全局光照。
　　角色手中魔法照亮场景同时，摆动在人物脸上体现出动态效果
　　一群惊飞的蝙蝠在太阳光下的光影变化
　　Lumen还能配合Nanite实现在高模下细微的阴影。
　　新功能带来的新玩法
　　Lumen 可以让玩家看到全景光影的同时，所有的光都可以有动态加持。这意味着，不光是手电筒、枪火这些光能影响玩法，游戏中的所有光影都有可能带来玩法的变化。
　　游戏《心灵杀手》手电筒对敌人的效果 图源：bilibili_游聚怪
　　心灵杀手，游戏的核心玩法是利用光进行交互：手电筒的光可以驱赶敌人、灯光也可以恢复角色的状态。在游戏开发角度来看，真正起作用的是一些和手电筒、路灯发出的光重合的可以触发游戏程序的看不见的透明区域，敌人在这个区域中会受到伤害、玩家跑进这个区域中触发安全状态，光线负责让玩家能够看见、区域负责触发游戏的功能。
　　但是这有一个麻烦，制作组不能给所有的光都加上判定区域，这不仅工作量很大，而且很多光的变化是无法预估的，制作组只能让有限的光有功能。太阳光能够杀死吸血鬼，这个在游戏中很容易做到，但是太阳光反射玩家举起的镜子照到吸血鬼呢？如果阳光穿过玩家打出的弹孔来照到吸血鬼身上呢？如果太阳光被突然飞过的东西挡住呢？这些非设计好的光线变化，制作组很难预判，他们只能让有限的光有功能，而虚幻5的 Lumen 演示中特别强调了他们的全局光线是可以附带判定功能的，这表示未来游戏里的所有全局光线，都将成为触发器，而不是制作组一个个添加碰撞箱。
　　在未来，手电筒照射镜子反射的光束一样能伤害敌人，潜行游戏里玩家身上的金属反射也会暴露你的行踪甚至敌人看到镜子里玩家的身影，也会做出反应。这就是光追和 Lumen 的最大不同。光追虽然也能做出镜子里的反射、但是这个反射不能作为触发器触发敌人的行动。就算以后所有的显卡都有光追功能，所有游戏都强制开启光追，但是不同性能的显卡光追的计算量和结果还是不同，不同电脑不同效果，是不能作为功能触发器的，只能停留在表现力上。光追更多的是以画面表现为目标，效果还是要比 Lumen 更加丰富。未来的游戏应当是 Lumen 这种功能上的动态全局光照，和硬件的光线追踪一起配合，为我们的画面和游戏玩法上都带来升级。
　　对于开发者来说，Lumen 可以节省烘焙灯光的大量时间，制作组可以随意改变场景物品摆放，尝试多种灯光效果，实现快速迭代；开发者不用花时间去打很多小灯去模拟全局光照效果，辅助灯的数量大大减少，也有助于提高运行效率；不用特意制作场景轮廓，制作组可以主动改变场景的形变，让灯光发生多边形上的变化，而不是制作灯光的动画，这些也将成为新玩法的基础。时至今日，昼夜变化的游戏需要特别制作光照系统，而未来 Lumen 能将昼夜变化成为基础标配。
　　虽然，UE5的新功能还都在测试阶段，还没有定论说Nanite是真的让场景面数没有限制，Lumen的效果真的想演示中的那样强大，但未来的游戏一定大不一样，更真实、更有游戏性甚至能超越人们的想象。小编不由得想象，在战斗中我们可以通过镜子的反射光线攻击惧怕阳光的敌人、像孙悟空的72变那样变成苍蝇到敌人营地中侦查敌情、站在美丽的女角色面前心里小鹿乱撞等等，并会有越来越多有想法有能力的游戏制作人解放了游戏开发高昂的资金限制，为我们带来不一样的游戏世界，横扫现在市场上垄断的大厂。