Cocos全新3D渲染項目 助力游戲開發(fā)者打造更真實場景

自2021年8月國內(nèi)游戲版號停發(fā)以來，游戲行業(yè)似乎陷入了一種平靜的蟄伏狀態(tài)中——打磨玩法，積蓄力量，等待時機(jī)。不論是監(jiān)管側(cè)或用戶側(cè)，都在不斷倒逼游戲行業(yè)走上精品化、工業(yè)化、全球化的道路。游戲精品化不只是一句口號，想要在未來的游戲產(chǎn)業(yè)占有一席之地，強(qiáng)大的底層研發(fā)技術(shù)和對畫面細(xì)節(jié)的掌控能力必不可少。

日前，老牌引擎 Cocos 推出了最新渲染演示項目“Lake”，其展現(xiàn)出的圖形渲染能力，無疑給廣大開發(fā)者打上了一針強(qiáng)心劑。作為國內(nèi)主流的游戲引擎，Cocos 的泛用性和易用性自不必說，一年更新五個大版本、全面支持2D與3D渲染的 Cocos Creator 更是將實現(xiàn)次世代畫面的野心牢牢烙印在了引擎的基因中。

相較于 Cocos 在去年8月推出的充滿未來感設(shè)計與復(fù)雜光效渲染的“賽博朋克”場景Demo，此次的“Lake”則更側(cè)重于對真實場景的還原?；贑ocos Creator3.4.1版本強(qiáng)大的計算能力與成熟的編輯器系統(tǒng)，“Lake”項目向用戶開放了近百個調(diào)試選項，開發(fā)者可逐一調(diào)試、比對，以便更好地理解掌握引擎的渲染能力。

選擇畫面還是性價比?

隨著手機(jī)性能不斷提升，游戲畫面的精美程度也在不斷增長，但這種增長并不是無限制的。除畫面以外，玩家對游戲還有著更多的要求：加載要快，世界要大，細(xì)節(jié)要精。這意味著，想要做好實時渲染，必須謹(jǐn)慎利用手中有限的資源。

由于這次“Lake”開放了網(wǎng)頁測試，用戶便能親手感受到 Cocos 在性能與畫面之間所做的精巧的權(quán)衡：PC端即使特效全開也能穩(wěn)定在60幀，手機(jī)端在簡單調(diào)整幾個選項后，也能從優(yōu)美的湖光山色中獲得流暢的觀賞體驗。

從圖中可以看到，這次 Cocos 構(gòu)建了一個包含山、樹、花、屋的復(fù)雜大范圍平面反射場景，而且不管在任何角度都能觀察到完整無縫的反射倒影，這正是使用了反射攝像機(jī)技術(shù)所實現(xiàn)的反射效果。

相較于只能對已渲染畫面產(chǎn)生反射效果的ssr或sspr，反射攝像機(jī)技術(shù)讓用戶在任意角度都能完整觀察到物體在水中的倒影，但同樣的，性能消耗也會大幅增加。簡單來說，就是反射的物體都要重新渲染一次。為了平衡重新渲染所帶來的計算壓力，也為了在較低性能下也擁有優(yōu)秀的畫面表現(xiàn)，Cocos這次采用了低反射分辨率+taa抗鋸齒+FSR超分辨率技術(shù)的組合優(yōu)化方案。

FSR是AMD全新、開源的高質(zhì)量渲染解決方案，特別強(qiáng)調(diào)創(chuàng)建圖像的高質(zhì)量邊緣。以低分辨率的運行壓力來輸出高幀數(shù)、高分辨率的渲染結(jié)果，這對于每一個游戲廠商來說都意義重大。因為這意味著在有限的硬件條件下，用戶能從單一場景中獲得更多信息與更完整的游戲體驗，更加可信的近景細(xì)節(jié)、0.5秒的加載速度、10%的幀率差別，這些細(xì)節(jié)堆疊起來，可能就是一個游戲成功與否的關(guān)鍵。

此外，屏幕空間內(nèi)GodRay/LightShaft和用來增強(qiáng)陰影細(xì)節(jié)的SSAO技術(shù)，也是以較低代價獲得較高光影質(zhì)量的方案之一。Cocos先將天空盒上的亮度作為亮度信息，在預(yù)處理階段計算出一張明暗貼圖，然后剔除掉被遮擋的部分，以光源位置為中心作徑向模糊效果，最后疊加到光照結(jié)果上，就得到了極具電影感的GodRay效果。SSAO技術(shù)則能計算出畫面中任意一點被周圍幾何體遮擋的百分比，然后根據(jù)遮擋的部分計算需要的陰影數(shù)量。墻角、褶皺、物體接觸面較暗，而完全暴露在陽光下的部分則更亮。從原理上理解光影結(jié)構(gòu)，才能用技術(shù)手段去還原現(xiàn)實場景，憑借有限的資源占用來實現(xiàn)最大化的渲染效果，一直是Cocos Creator持續(xù)優(yōu)化的方向之一。

模塊細(xì)分，讓眾口不再難調(diào)

作為立足于開發(fā)者的開源引擎，Cocos 對實際項目中遇到的問題極為敏感。對不同項目、不同需求、不同設(shè)備進(jìn)行差分式處理，這一功能在“Lake”的渲染管線中得到了極好的體現(xiàn)。網(wǎng)頁測試中提供了六級渲染等級預(yù)設(shè)，可根據(jù)用戶的設(shè)備情況智能調(diào)整渲染設(shè)置。此外，還有上百個調(diào)試選項可供開發(fā)者調(diào)整使用，幾乎可以動態(tài)控制大多數(shù)渲染細(xì)節(jié)，并能在調(diào)整后直觀地看到渲染結(jié)果。

重要的是，渲染結(jié)果不僅僅只是動態(tài)的畫面，還包括實時幀率等一系列畫面參數(shù)。這些具體的數(shù)值幫助開發(fā)者在做決策時，能更敏捷地判斷項目技術(shù)需求，而不必在某些畫面細(xì)節(jié)上浪費太多時間——畫面只是用戶體驗的一部分。雖然很重要，但依然只是一部分。

Cocos 依靠自身高伸縮性的渲染管線設(shè)計，能讓每個開發(fā)者更自由的縮減或強(qiáng)化想要的部分，以達(dá)到合適的美術(shù)表現(xiàn)，這也符合了 Cocos 一貫的設(shè)計理念：輕量、高效。當(dāng)然，想要畫面上的突破，還需要對硬件設(shè)備的物盡其用。Cocos 特別針對低算力設(shè)備進(jìn)行了CPU、GPU的開銷優(yōu)化，利用CPU多線程、GPU并行渲染等能力，力求讓每一個用戶都能得到更加完整的游戲體驗。

以引擎能力為基，探索數(shù)字內(nèi)容邊界

雖然這次的“Lake”已經(jīng)證明 Cocos 能創(chuàng)建準(zhǔn)CG級的畫面表現(xiàn)，但顯然 Cocos 對數(shù)字內(nèi)容的野心遠(yuǎn)不止此。

游戲?qū)用?，一方面通過“賽博朋克”和“Lake”展現(xiàn)中重度游戲的制作實力，另一方面Cocos 也不忘持續(xù)優(yōu)化輕度用戶的游戲體驗。Cocos Creator 3.3版本在小游戲平臺上啟動性能、運行性能和物理性能評分都達(dá)80分以上，相較以往啟動性能更是直接翻了一番?？焖儆|達(dá)、高效耦合，從架構(gòu)層面為開發(fā)者添磚加瓦，助力優(yōu)質(zhì)內(nèi)容的傳播與引爆。

泛內(nèi)容層面，Cocos與騰訊、華為、字節(jié)的合作，也為未來開拓了更多可能性。作為全球首家全面支持鴻蒙系統(tǒng)的游戲引擎，Cocos Creator 早在3.2版本就已上線支持HarmonyOS的多設(shè)備協(xié)同能力，并在V3.3、V3.4中保持高速迭代優(yōu)化，助力開發(fā)者能一站式創(chuàng)建基于鴻蒙系統(tǒng)的不同應(yīng)用，并支持一鍵打包發(fā)布到平臺。

此外，推出賦能教育行業(yè)的可視化課件制作工具 Cocos ICE，或是在車機(jī)、虛擬角色、數(shù)字孿生、XR/VR、IoT等前沿領(lǐng)域的深度拓展，無一不彰顯著 Cocos 對構(gòu)建生態(tài)共榮，與行業(yè)攜手前進(jìn)的決心與努力。

Cocos深知，制作符合用戶需求的內(nèi)容永遠(yuǎn)是第一目標(biāo)?！癓ake”的意義，不僅是向我們展開了一軸漣漣清波，團(tuán)團(tuán)翠葉的湖中畫卷，更像一張未來世界的邀請函;扎實可靠的引擎技術(shù)只是畫筆，未來的顏色掌握在我們每一個開發(fā)者手上。

技術(shù)迭代不是一朝一夕，而是一個螺旋上升、持續(xù)發(fā)展的過程。讓我們拭目以待，作為國產(chǎn)老牌引擎的Cocos，接下來的日子里還會給我們帶來怎樣的驚喜。未來，也希望Cocos與廣大開發(fā)者共同努力，為大家獻(xiàn)上更多、更優(yōu)秀的數(shù)字內(nèi)容。

審核編輯：符乾江