Fox Engine是為合金裝備最新作烹俗，《合金裝備5:幻痛》開發(fā)的游戲引擎，其中作為開發(fā)組萍程，他們負責的任務(wù)包括：開放世界幢妄、時間與天氣變換、照片級真實的游戲品質(zhì)以及多平臺對應(yīng)茫负。

“通過以前方法的保留蕉鸳，技術(shù)的基礎(chǔ)提升，來實現(xiàn)更高度的游戲事業(yè)忍法，因為這樣考慮而開始 Fox Engine的開發(fā)"潮尝。通過引進歐美的開發(fā)風格來提高開發(fā)效率，更短的迭代來增加游戲的樂趣饿序。成為了合金裝備5的開發(fā)概念勉失，以及引擎的設(shè)計思想的根基。

基于物理渲染和線性工作流

基于物理的渲染（Physically Based Rendering :PBR)嗤堰，成為了本世代游戲引擎標準的概念戴质。

PBR中是物理和數(shù)學的整合性為核心，例如踢匣，物體表面的入射光與通過反射的放射光的放射光的能量總和是相等的計算告匠。借此游戲方面的優(yōu)點也很明顯。被太陽的強光照射的物體也好离唬，被人工的弱光照射的物體也好后专，在相同顏色空間內(nèi)都可以自然的繪制，實現(xiàn)了有說服力的開放世界的視覺输莺。把通過PBR得到的光照結(jié)果戚哎，通過適當?shù)奶摂M曝光值控制在顯示器上顯示的基本結(jié)構(gòu)裸诽。

PBR系統(tǒng)的構(gòu)筑：

因為游戲引擎是以實時渲染為前提的，構(gòu)筑PBR系統(tǒng)的幾個部分也需要大膽的近似處理型凳。這里游戲引擎必須要集中自己的方法丈冬。本作的開發(fā)團隊參考大體上每天都可以看到的公司會議室，首先通過把這個場景在FOX?ENGINE上完整再現(xiàn)來進行PBR系統(tǒng)的構(gòu)筑甘畅。實際的照片（圖A）和引擎上的繪制結(jié)果（圖B）的比較埂蕊，可以看出得到了很高的精度。

擁有正確的物理參數(shù)的材質(zhì)庫的構(gòu)筑:

以PBR為基礎(chǔ)進行開發(fā)上是技術(shù)美術(shù)方面成為基礎(chǔ)疏唾，把調(diào)整后的典型質(zhì)感的材質(zhì)匯總成預(yù)設(shè)庫（圖A）蓄氧。擁有各種反射參數(shù)的材質(zhì)，是通過在暗室里把實際的樣品打光來觀察（圖B）槐脏，再進行制作喉童。

各個材質(zhì)也包含根據(jù)不同的照光角度的質(zhì)感變化做的調(diào)整（圖C），圖D是攝影素材顿天，圖E是FOX ENGINE的繪制結(jié)果堂氯。

線性Texture的制作：

PBR的前提是在線性空間進行光照，要得到正確的光照結(jié)果露氮，必須要廢棄了光照影響的Texture （圖A）祖灰。為了制作，本作的開發(fā)團隊設(shè)置了專門的攝影房間（圖B）畔规，進行各種素材的攝影局扶。攝影時使用了專門的灰度卡（圖 C），調(diào)整Tone Curve在與相同曝光下的攝影素材相符合叁扫，來做成線性素材三妈。凹凸的影響產(chǎn)生陰影的部分是通過手工作業(yè)來去除光的影像 （圖E）。

用粗糙度制作質(zhì)感表現(xiàn):

成為表現(xiàn)有說服力的豐富多彩材質(zhì)時的重要參數(shù)的莫绣，是表現(xiàn)物質(zhì)表面微小凹凸的Roughness參數(shù)（圖A）畴蒲。Roughness是給予直接反射光（Sepcular）的擴散強度影響的參數(shù)，一邊移動光源一邊參考攝影的樣品來決定的对室。依賴視線方向的微小凹凸的影響的變化模燥，外觀的反射的敏銳變化的現(xiàn)象也作為引擎的Shader功能實現(xiàn)了。

保證品質(zhì)和速度的延遲渲染（Deferred Rendering):

延遲渲染是把場景中的每個材質(zhì)參數(shù)分別輸出到各個Buffer (GBuffer)后掩宜，通過后處理的方式進行實際的光照處理（延遲光照）蔫骂，在高速處理大量光源的復(fù)雜光照的同時, 也必須把使用的參數(shù)節(jié)省到最低限度。圖中是實際引擎使用的一部分參數(shù)的顯示牺汤。圖A值染結(jié)果辽旋，圖B Albedo,圖C Specular,圖D Normal,圖E Fresnel。

3D Photo Scan:

為了利用基于物理的渲染，3D資源用什么程度的真實來制作补胚。這個問題的解答就是3D掃描码耐。（本文篇幅有限，這部分內(nèi)容較多溶其，暫時不講骚腥。如果有興趣，可以去網(wǎng)絡(luò)上搜搜關(guān)于3D掃描的相關(guān)技術(shù)）

背景和光照

玩家可以投入的沒有不協(xié)調(diào)感的世界構(gòu)筑

本作的一大魅力握联，可以說是開放世界中的自由潛入桦沉。把廣闊地圖在有限的資源中用高品質(zhì)沒有暫停的展開，可以想象這里工作的龐大金闽，其中凝聚了無數(shù)的方法〗斯牵“把地圖分割為128米的正方塊代芜，以玩家為中心的5X5塊為Active的領(lǐng)域。但這光這個表現(xiàn)劇中的 舞臺來說寬闊程度完全不夠浓利，全都都認真來繪制會產(chǎn)生過度的Draw Call挤庇。不過因為是以“潛入”為游戲的特色，不需要看清百米外的遠方”技術(shù)指導(dǎo)這么說道贷掖。

因此嫡秕，把模型的信息量分為了3個等級，構(gòu)筑了對應(yīng)距離切換等級來繪制的結(jié)構(gòu)苹威。而且昆咽，對于游戲時集中的資源（事件發(fā)生的建筑物等），也準備了加載到其他內(nèi)存的結(jié)構(gòu)牙甫，這些因為是有一定的距離所以要調(diào)整加載時間掷酗。“為了可以得到最好的游戲設(shè)計窟哺， 在關(guān)卡設(shè)計和背景設(shè)計進行緊密的推敲來進行開發(fā)”負責的員工說到泻轰。那么來詳細的看看這些技術(shù)。

廣闊的地形模型的制作

使用World Machine的關(guān)卡設(shè)計:地形模型的制作上使用了World Machine （圖A）且轨。

在FOX ENGINE上由游戲設(shè)計師加上粗略的凹凸浮声， 并輸出為Height Map （圖B）。把這個圖在World Machine里讀取旋奢，程序化的生成自然形狀（圖 C）泳挥。

把加入細節(jié)的結(jié)果（圖E），轉(zhuǎn)移到 Mudbox （圖F）黄绩，把不符合玩法的部分通過雕刻進行細微調(diào)整并提高精度羡洁，再次作為Height Map 輸出（圖G），讀入到FOX ENGINE爽丹。

使用World Texture來降低處理負荷

把全部場景分割為64張 【W(wǎng)orld Texture】來作為Texture 來使用筑煮。圖A的箭頭符號的位置是 玩家站立的情況辛蚊，周圍320m的黃色的激活區(qū)域使用通常的Tiling Texture，外面的部分真仲，全部是作為World Texture分割的Texture 按最近距離的順序進行加載袋马。“因為激活區(qū)域以外的領(lǐng)域是用World Texture使用簡單的Shader來繪制秸应，這樣在消除（Tiling的）重復(fù)感的同時也降低了處理的負荷”虑凛。負責的員工說道。

圖B是阿富汗場景分割的狀況软啼。1張Texture的尺寸在PS4/Xbox One中是2048像素的正方形桑谍。還有World Texture是在World Machine中制作Mask圖像之外，還追加了通過手工制作Tiling材質(zhì)的領(lǐng)域信息（圖C）祸挪。

無縫讀取地形的Block系統(tǒng)

地形模型上锣披，為了感覺不到加載，把可以游戲的Block進行分割讀取贿条。Block的構(gòu)成方面雹仿，以玩家的位置為起點，內(nèi)側(cè)開始稱作Small Block （紅色）整以，LOD0 Block（黃 色）胧辽，LOD1 Block（綠色）。藍色的Large Block是故事上重要的場所被任意大小來讀取的領(lǐng)域公黑。最小單位的Small Block是128mx 128m邑商，讀取最精細的模型。讀取輕量1個等級模型的是LOD0 Block帆调，是Small Block的2x2, 4塊加起來大小的尺寸奠骄。然后再輕量一個等級是LOD1 Block,是LODO Block 4張的大小。采用了分別把玩家為中心的5x5 的25個block讀取番刊，再對應(yīng)距離從輕M：到桁細的把模型數(shù)據(jù)不斷的傳遞進去的系統(tǒng)含鳞。

圖B是遠景用的LOD模型配置的狀況，圖C是LOD 0 Blockl部分的模型的粒子芹务，在地圖上配置的背景資源是在每個Block進行合并（Merge ）蝉绷，合并數(shù)據(jù)的制作和LOD的變化，是構(gòu)筑作為本世代機和舊世代機的平臺數(shù)據(jù)枣抱，自動生成的結(jié)構(gòu)來對應(yīng)的熔吗。

正確的再現(xiàn)取材風景

為了制作真實的背景，背景組是對作為模型的區(qū)域（非洲和約旦）做了實地的外景拍攝佳晶。除了地形之外桅狠，還拍攝了作為確認植物生長狀況參考使用（圖A）和Texture使用（圖B）的照片。

然后，通過在暗室里進行線性Texture的攝影中跌，使用它制作資源咨堤，在輸出到前面介紹的會議室環(huán)境里進行確認后（圖C），按照參考照片的印象進行風景的再現(xiàn)漩符。

圖D是參考的照片一喘，圖E是在FOX ENGINE上再現(xiàn)的結(jié)果∈缺“關(guān)于Specular方面凸克，采用的是簡單的normalized blinn phong模型，稍微改良了normalize來使用闷沥∥剑”作為PBR的優(yōu)點，只要正確的設(shè)定來組成狐赡，美術(shù)不需要反復(fù)調(diào)試也可以獲得需要的品質(zhì)這點值得推薦撞鹉。另外，果然美術(shù)師無論如何想在Texture 里繪制陰影和光澤颖侄，因為還有繪制的動作，當初成為很可笑外觀的情況也很多享郊，這個部分意識和認識的更新是很辛苦的（負責員工）览祖。

本文作者：Garfield（點融黑幫），現(xiàn)任職于點融技術(shù)部Social團隊炊琉，自然科學展蒂、生命科學愛好者。