Blog图文版（建议看这个，因为有很多的范例不看图很难体会）： http://home.gamer.com.tw/blogDetail.php?owner=vermilion&sn=7573 原文网址： http://www.eurogamer.net/articles/the-making-of-god-of-war-iii?page=1 -- 这篇刊登於Eurogamer的文章，是上个月GDC针对战神三的技术所研讨出的报导。如果想好 好认识战神三的技术层面，这篇文章是相当不错的介绍文。 专有名词部分的中译，我尽量使用网路所查到的一般译名；如果没有的话，就自己弄一个 较贴切的翻译。 -- GDC（GameDevelopers Conference，游戏开发研讨会）已经进入尾声。上个星期才经历过 一次规模庞大的秘境探险二（Uncharted2）技术检讨会，Digital Foundry（一个促进开 放程式发展的组织）休兵一周，去好好地玩英国最优秀－不，或许是全世界最优秀的游戏 －战神三。 我们先前才报导过，Sony Santa Monica团队努力地针对战神三在先前E3试玩版上的视觉 及效能的缺陷，进行彻头彻尾的改良。而这次的报导，我们将焦点集中在此：战神三是如 何利用最尖端的技术，营造出史诗般的视觉感受和戏剧般的互动体验，进而让自己登上游 戏史的顶点？ 整个游戏体验的核心，就是享受Sony Santa Monica团队营造出艺术般的优质表现。只要 是玩过PS3战神合辑版的人，就会发现这款PS2的重制游戏，经过美工和技术成员的努力後 ，让它的画质和这个世代的游戏不分轩轾。而在战神三里面，无论是材质方面还是几何方 面，都远超过他们先前的作品。利用Programmable pixel shaders（可程式化像数宣染） 技术，强化材质和特效，使得它们迈向崭新的境界，进而拥有高水准的表现。这是一项真 正的跨时代技术，也让新战神三的效能（根据frame-rate）和前作一样优秀。 从影片里可以看到，战神三的FPS根据画面复杂度，维持在30到60之间（有开垂直同步） 而在角色塑模、美术概念图和低阶网格图（low-polymesh）方面，是利用Maya进行初步的 塑造，再将成品转移给3D塑模软体（如ZBrush）来做出基本的模型。将成品送给人物塑模 师或动态技师前，还得先将这些模型的细节用影像软体（如Photoshop）描绘出来。 主角奎托斯本身就是一个精致的模型。有趣的是，制作小组粗略估计，他的多边形数目低 於35000－低於秘境探险二的主人公NathanDrake。即使多边型不是很多，制作小组仍然有 办法让这位斯巴达战士看起来「美轮美奂」－多边型计算只是整体里的一项比较项目而已 。 「在效能的前提下，我们尽量增加多边型。」美术总监Ken Feldman说，「印象中，这些 角色使用的材质容量都很庞大，下肢、上半身和头部的材质大小为2048，每个角色都拥有 法线、扩散、反射、光泽、环境遮蔽、表皮等等的渲染贴图。我们还使用层纹理（ layered texture）增添表面的质感，并在需要的地方加上环境贴图。」 「PS2的奎托斯大约使用5000个多边型，」Feldman说，「而现在的奎托斯大约用了20000 个多边型。以前我们只在他身上使用三种材质，而现在则是二十种。目前他的动态资料量 大约是以前的六倍，大约是2MB。」 「如果把现在的奎托斯让两台PS2来运算，大概只能留下充满回忆的脚印。而且，现在的 奎托斯总是身着华丽装备，还挟带许多的武器来切换使用，所以我们也得把这些配件给考 虑进去。」 一种名叫混合正交贴图（blended normal mapping）的新技术，可以让基本模型更加真实 ，并且大大强化各种动态效果的可用性。这也让奎托斯面容肌肉的运作更加自然，其狰狞 演出更是我们前所未见的。它让游戏系统呈现出绝佳的真实度。像是角色皱眉的动作，进 而带动模型脸部皮肤－系统不但可以办到这点，而且效果还相当理想。不仅肌肉组织的模 拟正确，连静脉从奎托斯的手腕浮现的模样都能办到。这些效果随着他的行动自然地出现 ，真是教人难以置信。 战神三主角们的动态效果，都是由制作群用手所调整出来的。因为他们觉得：用手调整的 效果，比动态捕捉的演员所提供的动作还要棒。至於那些二线角色，则是请Image Metrics（一家知名的动态效果公司）录制动态演员的脸部动作，搭配声优的演出，去和 游戏角色脸部模形的每个像素作对应，最後再由Sony Santa Monica团队进行润饰的工作 。 「当我们看见奎托斯在游戏里出现时，不禁发出赞叹声：『喔喔！这就是他吗？』」首席 角色总监Patrick Murphy说，「连他的血管都看得一清二楚，他在我们面前喘息的姿态和 真人无异，这比用一般的电影方式制作出来的成果还要酷，我们太满意了。」 玩家一定很好奇，为什麽用手调整的动态效果，像是蛇妖的头发及尾部，可以在PS3上表 现得栩栩如生？关於角色的运动方面，除了制作团队预先录制好的动态效果以外，技术美 工们还创造出一个控制次等动态效果的系统：动态模拟。这个系统的效果既巧妙又出色， 可以根据动态技师预先花了许多工时所调整出的效果，让物件正确地产生活动。 「在战神三，我们将动态模拟系统用於众角色的许多次等动态效果上面。」战神的技术美 工经理Giovanni Luis解释说，「在我们以前的游戏中，头发和衣服看起来都相当死板， 它们应该要是活生生的才对。现在我们总算可以将这些物件赋予其应有的动态效果，让他 们生动地呈现在各位眼前。」 「在前作快完工的时候，我和Jason Minters共同合作，创造出这个动态系统。这个系统 可以利用Maya Hair System（动态的曲线系统，可以被用来模拟头发，以及其他任何曲线 形状的物体）来驱动各种物体的弯曲部份。」技术美工Gary Cavanaugh这麽补充，「蛇发 女妖头上的每个蛇头都可以独立的活动，动态技师不需要去逐一设定物件的动态，但是却 可以完全掌控它们。这让动态技师能随心所欲的应付更庞大的工作流。」 而让战神三拥有电影般磅礡气势的关键要素，就是高造诣的运镜。和前作类似而和秘境探 险二不同的地方在於：玩家对游戏中的视野控制权相当的小。Sony Santa Monica组成一 个小组，专门根据其需要来设计摄影机的运作，就像电影的摄影总监一样。 想想看，游戏过程很棒，棒透了！加上设定好的运镜，来确保玩家能得到最棒的感受。战 神将宏伟及瑰丽集於一体，当你从Ａ移动到Ｂ，与其让镜头盯着地面或墙壁，为什麽不改 成展望远处的史诗级壮景呢？ Sony Santa Monica总共有四位人员负责运镜的调整。每位成员都毕其极致，找出最好的 摄影机位置和移动路线，再将众人的成果完美地调和，使得玩家视野所见的一切都尽善尽 美。 「关卡设计师将摄影机的初始位置记录於设计表单内，再送到我们手中，这是基础的第一 步。」运镜设计师Stephen Peterson说，「随後，我们将摄影机的位置和移动轨迹逐一列 出。一但运镜经过实机测试，发现是个好概念的话，我们就会将它付诸实行，并把成果递 交给美术部门。」 「这会让美术部门的人员有时得花上数个月去工作，让整个场景就像一出史诗演奏在我们 面前。」首席运镜设计师Mark Simom补充道，「然後他们会把成果送回我们手中－场景经 常和我们当初所见的不同，所以我们经常有需要再进行微调，然後再重复递交给美术部门 来重新调整关卡设计，直到双方都满意为止。」 「一但我们这麽做，美术部门的人就会相当不爽－有时得花上一年的时间，呕心沥血的结 晶却被我们给打回票要求修改，也难怪他们会生气。」Stephen Peterson解释，「我们只 是想让每个人的努力成果，以完美的姿态呈现出来。」 为了营造出电影的感觉，呈现出设计师们想要的效果，摄影机就是引导玩家的最佳人物。 运镜的基本原则，就像领航的牧羊人一样，带领玩家走向正确的方向。秘境探险二那种视 角相当自由，让玩家得随时推动类比摇杆调整视角的游戏方式，并不是Sony Santa Monica所追求的。他们想要支配玩家对行动和游戏世界的观点，并让他们获得电影般的临 场体验。 想要优秀的运镜，就需要以周密的技术观点，来编汇摄影机的运作。战神三并不打算让玩 家掌控视角控制机能，而是让玩家去适应游戏的过程，并享受眼前令人满意的动作景致。 「摄影机并不是死板的运作而已。它们经过慎密的安排，提供玩家们电影般的游戏体验。 」技术总监Christer Ericson这麽解释。「为了不让游戏的电影要素随视角的移动而消散 ，我们得针对萤幕中发生的动作和事件，从许多角度和位置来调整摄影机的运作。正因为 游戏会自动进行视角调整，所以需要演算的物件都间接确认完毕，很少有例外，这对游戏 硬体资源的安排有某种程度的功用。」 「当然，我们其实也可以让玩家在游戏中掌握视角控制权。而我们不这麽做的理由就像前 面说过的：我们认为控制摄影机的动作，会让精心打造的电影气氛烟消云散，而不是担心 玩家突然大转身，会抓到几何的运算错误（笑）。」 Ericson用移动式摄影车－上面配置机械手臂，可以控制镜头的远近、机身的伸缩和机体 的高低－来比喻运镜实作过程。 「摄影机的所有移动和运作，都是根据运镜设计师仔细设定的参数来做的。但是玩家人物 和敌人位置的最後设定部份，则必须实际地根据画面调整。我们必须以实机画面来检测摄 影机的位置，观察每个游戏画面的成效，最後才确定这部份的运镜。换句话说，摄影机的 运行轨迹会形成不规则的3D容积体，而不是单纯的滑逸轨迹。大致上，摄影机针对游戏过 程的位置和导向，都不是光靠参数校正就可以完成的。」 摄影运镜师和其他部门之间紧密而不可分。当然，读者可能会想：将设定好的运镜丢给其 他部门处理不就简单多了？但是这麽一来，就得赋予玩家更多的视角控制权，却让玩家更 难获得蕴藏於各处的重要电影体验。 「每个关卡都需要视角设定，这个动作和其他各个部门有相互的关系…喔，概念美术部门 算是例外。时程和预算的压力接踵而来，这条路走起来可不轻松。」Sony Santa Monica 的Phil Wilkins说。 「这些动作对效能的唯一的好处，就是让我们可以将优质的创造力，集中在玩家所见的范 围。同时代表我们可以不用构筑镜头後面的空间，或是释放後方不会再看到的位置其资源 。不过，我们通常是选择折衷的方式：将这些位置换成低清晰度的版本。」 视角运镜是战神三里面的关键要素。而玩家无法控制摄影机，也意味着某些场景会让玩家 感到棘手（像是跳跃的距离掌控），所以运镜一定要考虑到战场的全貌才行。只要摄影机 按照预设轨迹运作的成效良好，就可以产生绝妙的视野和视觉效果。设计小组的匠心，在 游戏的第一个场景中发挥得淋漓尽致：奎托斯起身对抗海神波塞顿，摄影机环绕着盖亚－ 一位媲美希尔斯大厦（高约1400尺）的泰坦巨人。 这是战神三最常拿来展示其技术效能的影片。它不仅拥有超大规模的动态场景，还有出色 的运镜。Sony Santa Monica 试着以自己的方式，达成NaughtyDog的动态物件遍历系统（ dynamic object traversal system）的功能－整个场景都在运动，表面的物件活动也可 以正确地受其影响。 「PS2的硬体无法做到这种超大规模－因为记忆体不够。」Ken Feldman说，「绝大多数的 游戏，都将场景设计集中在房间或是走廊等位置，游戏引擎对这种场景比较能得心应手。 当然，若只是把超细腻的细节集中在小小的房间里，可以省下许多功夫。但是若是超大规 模的场景，则又是另一种不同的挑战－也就是我们所接受的挑战。」 记忆体的配置无疑是这份挑战的最大难关。材质和几何的安排都要足以满足不同的规模， 场景之间的无接缝读取也是一个问题。为了达成这些条件，只要让奎托斯变成一个小黑点 就可以省下不少功夫…问题是，那个两万个多边型的模型可不能省略掉，反之还得常驻在 记忆体里，老天！ 这个问题的解决方法之一，就是让资料流系统在幕後（像是小场景或是特写的场合）持续 地运作。当玩家进行游戏时，战神三完全没有跟玩家勒索时间来读取，也没有强制要求硬 碟安装（译注：那些老是让玩家看到Now Loading的设计师真该好好跟他们学习），大多 数的Sony第一方游戏都是这样。所有的资料都是趁着幕後的时间，从蓝光系统读入记忆体 中。 最让人惊讶的地方是，战神三最後在巨大容量的蓝光片里面，只有5.3MB的执行档；其余 的未压缩档案和协同处理二元码（SPU binaries, Synergistic Processing Unit）则占 了35GB，欧版则为了支援多国语言而膨胀到40.2GB。 Tim Moss（Sony Santa Monica的高层）在他的Twitter里面提到，他对这个团队的表现感 到相当骄傲，空出许多记忆体容量更是让人相当满意。而在以前PS2版的战神里面，执行 档则是只有1.2MB－小到可以放入磁片里面。 刚刚的盖亚影片，我们在结尾可以看见波塞顿被奎托斯痛击的画面，这也是玩家观点的一 个创新：第一人称杀戮。一但玩家成功通过头目的挑战，视角就会转到受害者的身上，以 受害者的视野，看着狰狞血腥的奎托斯屠戮手无博鸡之力的自己。这无论是从美术、动机 和科技的角度来看，都是一个出色的表现。 「打从一开始，我就打算把第一人称杀戮的灵感，放在奎托斯最後的终结技里面。」首席 战斗设计Adam Puhl说，「当大家从实机上看见这个灵感後，全体立刻无异议地通过我的 提案…看见奎托斯攻击的鬼魅姿态、感受到波塞顿的无助、最後硬生生地被扯裂－任谁都 会被这个场面给震撼住。」 让战神三拥有电影般的外貌及感受的另一项核心机制，是来自画面缓冲器（framebuffer ）的基本设定，以及HDR光源（high-dynamic range，高动态光照贴图）的实作。PS3用於 HDR的两种画面缓冲器实作选择，包含LogLUV（又叫作NAO32，曾用於秘境探险二和天堂之 剑）以及RGBM（Red Green Blue Multiplier，RGB强化器）。这两者交互运用的两个成功 案例，就是现在讨论的战神三，以及Naughty Dog的秘境探险二。 上述两者的基本技术设定可以在别的地方找到（战神三有自己的RGBM）。最後所形成的画 面效果独一无二、风格满点且带有电影风格，简直像是利用高精度颜色范围的特大号调色 板所绘制的。其中，RGBM的优先度高於LogLUV，代表可以有效地节省运算资源，却会损失 些许精确度。不过，人眼未必能看出损失的程度。而且我们还确定，利用HDMI传到萤幕上 的最後影像，绝对不会让玩家察觉出其差别。既然如此，何不把省下的资源用在其他地方 呢？ 在後处理效果（post-processing effects）方面，游戏有这麽真实的视觉感受，都得归 功於印象深刻的动态模糊（motion blur）应用。简单地说，这里的技术应用和秘境探险 二，以及杀戮地带二相当类似－大场景会让画面张数在每秒三十～六十张的范围内浮动， 动态模糊可以缓和这种浮动的程度。 大多数动态模糊效果使用的游戏，都仅仅用於运镜的基本而已。也就是说仅针对全景进行 动态模糊，使其接近真实的视觉效果。根据Ken Feldman所述，战神三的动态模糊，不仅 用於运镜方面，还针对个别的物件进行处理。 动态模糊系统的基础应用，就是让我们感觉游戏画面更加接近电影院的萤幕。电影一般是 每秒二十四张画面，但是人眼感觉却比其帐面上更加流畅。这是因为在摄影时，摄影机的 快门打开时间大约是0.04秒，而在这短暂时间内运动的物体被摄入底片後，就会呈现动态 的模糊感。同样地，这个原理被应用於战神三，让它看起来更像电影、更加真实。 另一项让战神三有电影感的关键要素，就是他们所开发的全新反锯齿技术。游戏使用反锯 齿技术可以，让外观更佳满意。刚开始，游戏采用RSX晶片来实作传统的2x multisampling anti-aliasing effect（2倍多重取样反锯齿），战神三的E3试玩版就可 以看出这个技术的效果，但是这也会让戏物件欠缺高对比的边缘。而在正式版里面， Sony Santa Monica团队想出了办法，来超越E3试玩版的成果。 根据技术总监Tim Moss 所述，战神三和Sony於英国的科技团队合作，实作一种用在游戏 里的反锯齿技术：MLAA（morphological anti-aliasing ，形态反锯齿）。Moss的同僚 Christer Ericson於数个月前也曾替我们介绍这个技术，并揭露他们是在进行什麽样的庞 大研究，来解决反锯齿的问题。 目前这个技术的实作细节还不清楚，但是我们至少知道使用此技术的战神三，其成果相当 惊人：主要边缘的锯齿几乎消弥殆尽，子像素的闪烁程度在经过我们的比较下，也大幅地 降低。 PS3开发人员所习惯采用的反锯齿技术，通常是利用Cell CPU的平行图形晶片RSX来平行处 理。Richard Lemarchand（Naughty Dog的开发大老）於他自己的秘境探险二检讨会中指 出，RSX处理反锯齿的比例通常要高於Cell处理的比例，而利用两者交互使用来应付後处 理效果，在某些地方的效果相当不错。 如果要让CPU更有弹性地处理各种状况，就代表得增加额外的运算量，来换取更棒的成果 。如果让复数的SPU来并行运作，就可以减低CPU延迟所带来的毛病。 在战神三里面，所有输出画面的处理时间大约为16毫秒（1/1000秒）到30毫秒，顶多相差1 、2毫秒。光看反锯齿的部份，原本的2x multisampling AA要花上一堆时间，大约是5毫 秒。而现在使用更棒的MLAA，只要让CPU花上20毫秒就行了…喔？时间怎麽变久？别担心 ，这是单纯使用CPU的状况。如果搭配五个SPU的平行运算，可以让整体延迟仅仅4毫秒。 结论就是：效果变好了，效率反而变高了，省下的时间资源刚好可以挪到其他地方使用。 Sony Santa Monica将角色和环境弄得如此优异，都是因为结合了强大的运算技术，赋予 游戏所应有的气氛和姿态。举例来说，动态光源的活用就是游戏引擎发威的地方之一。 「动态光源是我们游戏引擎的一项重大特色，我们可以让每个游戏物件打上将近二十个动 态光源。」KenFeldman解释道。「光源可大可小，这无所谓。在最後阶段，我们相信可以 使每个游戏物件达到五十个动态光源。我们的首席设计师Vassily Filippov在游戏开发之 前，就设计出一套这麽了不起的打光系统了。我们可以在Maya上面打光，再让它们在PS3 即时运算，就像是可以把光线涂上去一样。打光的过程是很有趣的艺术过程。」 有光就有影。大多数游戏的投影技术都很基本，如果要做到即时阴影，其运算成本相当高 昂。所以我们的作法是：先打出丑丑的阴影，然後在你看到阴影前立刻将它修饰完毕。 战神三在阴影的处理上相当单纯，因为他们知道：玩家不会花太多心思在阴影上面。玩家 看画面的时候，会把某些元素像是发炎的伤口一样自动掠过，这些元素之一就包含阴影。 而处理的结果相当好到不可思议。Sony Santa Monica的设计师Ben Diamand不但从初始阶 段就来协助我们建构PS3的着色器（renderer），还花了三年的功夫研发出一套延迟投影 系统（deferred shadowing system）来用在战神三上面。这个系统的运作相当完善，可 以趁阴影映入眼帘之前，省略投影物件的精细外观，并动态产生混合阴影，也是让整个图 像品质如此优越的原因之一。 这个系统的唯一遗憾就是：游戏过程中，它的实用性和冲击性都被限制住。看看前面的动 态光源，在各方面都有极大的实用性（某人的脑袋）；而阴影在游戏过程里的实用性，大 概仅限於提示玩家闪躲愤怒泰坦的拳头而已。 Sony Santa Monica的美术和技术成就无疑相当惊人，但是这个团队真正让人印象深刻之 处，就是持续地对游戏程式码的修饰和最佳化。他们的热情和成就，无疑和游戏的优秀并 驾齐驱。根据技术总监Tom Moss的说法，完工前的一星期，游戏的第一份版本拷贝送出去 压片後，设计师Cedric Perthuis 仍然在最佳化程式码，让最後的游戏整体效能提升了将 近百分之八，真是一个了不起的成就。 战神三是一款优秀团队所开发出的特别游戏。不仅因为它有超过四千万镁的开发预算来支 持，还集结了世界上优秀设计师们的共同努力，还让Sony的优秀技术团队参与其开发，才 有现在这麽抢眼的成就。就像秘境探险二和杀戮地带二，战神三还让它的游戏平台拥有当 代最精锐的游戏技术。而且，我们还有充分的理由，相信这个游戏系统还有相当长的生命 期。战神三只不过是Sony Santa Monica的第一款PS3游戏，Stig Asmussen（战神系列的 催生者，SonySanta Monica的高层）还提示我们，可以继续期待战神三的游戏引擎，於未 来发扬光大。 -- 这篇报导节录「Making Of' material found on the God of War III 」长达150分钟的 纪录片内容，有经过转载同意。全破游戏解开隐藏要素後，就可以欣赏制作群欲分享给玩 家的灵感，以及充满传奇的努力经过。 --

※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc) ◆ From: 220.134.132.150 ※ 编辑: Akaiito 来自: 220.134.132.150 (04/05 17:11)