米哈游再次尝试技术突破！已使用Unreal实现实时光追+卡通渲染

米哈游又来给大家探路了。文/依光流前不久，米哈游又推出了一则次世代卡通渲染的成果视频《符华 · [A]ddiction》，在短短十天内，已经在B站收获了180万播放量。从弹幕的热情程度来看，《崩坏3》玩家对这次年更大作十分喜爱，不过葡萄君更在意这次米哈游本身的技术突破。

我们知道，自米哈游投入《崩坏3》的研发后，使用Unity引擎先后尝试了大量次世代卡通渲染相关的技术实现和应用，包括次世代品质的角色渲染；多种模式的光照特效；特殊材质的反射处理；以及大量特殊的细节效果。

2018年米哈游技术总监贺甲的分享而此次，米哈游使用了Unreal引擎来探索次世代卡通渲染的各种技术。据了解，他们这次还尝试在全局光照、反射、阴影等各种功能上引入光线追踪技术，并深度整合了基于次世代卡通的渲染风格，同时做到了实时运行。具体可以看一下这则视频，推荐于B站观看1080p60fps以获得最佳体验。视频中可以看到，场景中大量光滑表面都运用了反射效果，而人物运动后地面也会呈现出对应的反射效果。

人物面部能看到明显的动态阴影。

同样，还能看到多种静态光源、反射光、体积光、动态光源同时出现的复杂环境。

乍看视频可能很难立刻体会到其中涉及的技术难点，因此游戏葡萄也与米哈游技术人员进行了简单的交流，了解到他们的一些制作心得。目前来看，米哈游也正在探索相关技术的应用空间，不过可以确认的是，这些技术若能够得到充分的运用，将对未来的游戏品质带来巨大的提升。葡萄君：这次使用Unreal引擎，技术团队遇到了什么挑战？米哈游： UE4是一个在3A游戏和影视方面被广泛应用的引擎，主要挑战点在于要根据我们的需求对引擎底层代码进行定制化修改。团队成员都有较好的基础和学习能力，从熟悉引擎到初步满足：渲染，大地形，动画，物理，AI等各方面符合定制化需求的改造花费了不到半年时间。葡萄君：这次的作品主要攻克了哪些技术难点？米哈游：主要在光线追踪方面，验证了光线追踪技术在游戏实时渲染和高品质CG渲染方面应用的可行性。由于这次没有使用任何预烘培光照，场景制作流程上有极大加速。我们重写了引擎现有光追的全局光照(GI)及反射(Reflection)的算法，在降噪和GPU利用率上都有较大提升。并且实现了SSGI，RTGI，SSR和RT反射混合使用的选项，使得实时渲染的性能有较大提升。最终通过设置不同的光追参数基本可以做到实时1080p 50fps及4K下每秒4张的高精度CG渲染。葡萄君：光线追踪技术与次世代卡通渲染的整合难度有多大？米哈游：难度还是有的，需要修改光追模型才能实现。场景要能采样到角色渲染，需要在光追的光照模型中添加我们自己的卡通渲染信息。另外角色本身也要体现出光追带来的GI，AO和反射的影响。由于卡通渲染对于色彩和细节质感构成方面要求比较多，这方面我们针对卡通渲染对光追的实现加入较多的定制化处理。葡萄君：这些效果都能做到实时运行，是一个怎样的概念？米哈游：对于传统影视渲染来说，渲染出类似品质的画面可能需要几分钟到几十分钟不等。而现在有了硬件支持光追实时就能展现这些画面，对于CG影视创作方面带来的便捷无疑是革命性的。在游戏方面，可以预见随着光追技术的普及，高效低成本的制作出影视级画面的时代正在来临。

葡萄君：与此前三部作品的制作相比，这次的技术探索对米哈游来说意味着什么？米哈游：之前三部的光照都依赖于预先烘培，较难做出动态的全局光照变化，且制作过程迭代较为繁琐。这次对于光追的尝试验证了光线追踪技术在卡通渲染游戏和实时CG渲染领域应用的潜力。葡萄君：本次实现的效果，距离实际应用到手游，以及其他领域的游戏中，又有多远？米哈游：手游方面随着5G的普及，以高画质和体验为主的移动平台游戏渐渐会以Streaming形式为主。而在PC和主机平台，预计年底发售的下一代主机就会陆续有使用光追的游戏出现。