虚幻4之父正统出品，盘点革新性MOBA《虚幻争霸》中的黑科技[多图]

与其说Epic Games是一家游戏工作室，不如说是一家引擎提供商。毕竟从历史上看，它的大多数看家大作，都可以被视作自家引擎的“官方吹逼指南”。从《虚幻竞技场》到《战争机器》，无不在游戏叫好又叫座的基础上，同时担负着推销虚幻引擎的重任。

而最近一些关于虚幻4的宣传视频，你越来越能发现一个新游戏的身影。它拥有着足以令人侧目的画面：细致入微的纹理、自然扎实的物理表现、炫酷的粒子特效、栩栩如生的动作与过场动画……甚至今年GDC上，“虚幻之父”Tim Sweeney获得终身成就奖时，播放的宣传片里都有它的存在。

预告片里吊炸天的画质截图

经过深扒，笔者发现其实它正是Epic Games自家旗下的最新大作——《虚幻争霸(Paragon)》。Epic Games究竟有何种魔力，竟能把这样一款3D动作类MOBA网游，打造成一场令人大快朵颐的视觉盛宴?

Photometric Modeling：照片级的3D扫描，让人物栩栩如生

在游玩《虚幻争霸》的过程中，玩家很容易会被角色真实、细致的纹理所吸引——无论是女性角色Sparrow细腻的肌肤，还是老爷爷Feng Mao饱经沧桑的面颊，他们逼真得好像是从现实中刻出来一样。

实际上，《虚幻争霸》用到了目前颇为新潮的一种技术，称为Photometric Modeling，简单解释一下其实就是3D扫描，只不过其精度非常之高，堪称照片级。

如果各位较为关注科技新闻，或许曾经听说过它。和照相类似，Photometric Modeling也是抓取物体的画面——只不过普通的相机抓取的是平面图;而3D扫描，顾名思义，最后呈现出来的则是一个物体的完整3D建模。

通常来说，3D扫描分为接触和非接触式两种，而大多数情况下我们提及的都是后者，《虚幻争霸》也不例外。非接触式的扫描看起来就像是用众多相机组成的环形阵列，把需要被建模的物体围在中间。扫描仪会发射出激光投射到物体表面，通过表面反射光的信息测量出扫描仪与物体表面点阵的距离，进而建立出物体的渲染模型。Photometric Modeling中的“Photometric”(测量光)描述的就是这样一个过程。

3D扫描阵列

在美国，其实已经有相当一部分公司利用3D扫描来创业，比如将你家的宠物扫描成模型，再用3D打印技术做成小玩偶等等。当然，作为追求极致画面的3A级游戏，《虚幻争霸》需要的精度显然比这些要高的多。

衣服上的褶皱、手臂上裸露的青筋、面部的皱纹和纹理……这些东西几乎都要和现实中如出一辙才行。而利用了超高精度3D扫描仪的《虚幻争霸》很好地完成了这样的任务，游戏内高模的面数甚至达上亿级。Twin Blast、Sparrow等人物都是通过这样的技术被制作出来的，令人印象深刻。

小鲜肉Twin Blast也是用这种方法制作出来的

事实上，除了人物之外，游戏中的道具、枪械、兵器、乃至场景，都或多或少利用了这项技术，而最终所呈现出来的效果也非常喜人。

3D扫描有诸多好处，除了更加真实的视觉效果与建模精度之外，它的便利性也大大增强。在大多数时候，电脑会自动为建模师生成复杂的褶皱与凹凸感，只需要后期微调就可以为人所用。今后随着这种技术的日渐流行，可以想见游戏业界也会出现越来越多的特型化妆师与造型师——以前他们的工作往往由建模师来完成;而现在，只需要在现实中打造出精密的原型，就可以在游戏里完美地进行还原了。

不过当然，3D扫描目前也有一些短板。除却价格昂贵等因素不谈，科幻系的设计可能也更适合通过电脑来建模而不是手工打造;而且它对毛发等精细物体的扫描较为无力也是问题。然而 “可怕”的是，Epic Games对《虚幻争霸》英雄毛发方面的把控也有惊人的精致度。

毛发与眼球着色技术，解决游戏制作过程中的最大难题

游戏中人物的毛发该如何呈现，向来是制作流程中的老大难问题。因为现实中的发丝都是非常细的圆筒形，表面也并非完全光滑而有凹凸，自然光在照射过去的时候不仅会向外反射，更会向发丝之间的空隙中渗透，生成所谓的“光泽感”，所以很难去模拟。

现实中的头发质感对于游戏来说非常难实现

以前的游戏，除去多边形较低不谈，人物的头发看起来总是非常不真实，就是因为它们缺少光泽，像是一张披在头上的破布。因此，想呈现出头发自然的光泽度，实际上就要用不同部分的着色(Shader)，模拟出发丝高低有别的质感。

当头发失去光泽时，就不再真实了

对于《虚幻争霸》的制作人员来说，以Sparrow这个角色为例，在制作她漂亮的头发时，最早需要用到真人模特进行设计与比对。为此他们专门找到了工作室里和她头型相似的女员工，为她编织了一个同样的发型，并在不同位置打光，拍摄了非常多的高分辨率照片作为参考对象，分析出了发丝的走向、光的散射、头发的光泽等等细节的内容，为后期制作头发特效打下了基础。

左边为模特，右边为游戏画面，已经非常真实

在确定了大致的制作方向之后，他们运用了一整套基于物理的着色模型，它取经自曾制作过《指环王》特效的知名影视公司维塔数码。Epic Games将一套用来制作电影特效的解决方案，用到了自己的游戏里，效果可以说非常显著。

这些出色的特效均由维塔制作

首先，对于那些直接照射在头发上然后反射回镜头的部分，着色就非常少，看起来就好像是白色一样，属于头发中比较偏亮的部分。

而从正面观察，Sparrow头顶处的发丝会产生偏黄的光晕，这则是从脑后照出来的灯光所产生的效果。这部分灯光从较稀疏的头发间穿过，渗透到另外一边，也会让这一部分的头发颜色不那么深，但相比直接反射的部分，还是会偏黄一些。

而第三部分属于在发丝之间经过多次反射的次级高光，这一部分虽然看起来不那么明显，但正是这些细节使得整个毛发看起来变得活了起来。这些次高光位于毛发反射最强烈部分的旁边，会有一些微微偏红，并和旁边较暗的黄色部分完美地融在了一起。

这三部分着色高度统一，用接近真实的表现让Sparrow的头发充满了光泽，并且会随着光源的移动而自然变幻。事实上，在去年夺得多项大奖的主机游戏《神秘海域4》也运用到了类似的毛发着色技术，然而在表现力上仍然和《虚幻争霸》相比差了一截。

除了毛发的着色之外，人物眼球的反射同样也有一些黑科技。和之前相同，制作人员为了研究现实中眼球的形态，也拍摄了一系列不同灯光照射下的真人眼球——当然这部分就“惊悚”得多了。在仔细地参考之后，制作人员不断测试眼球的高光与透光部分，眼球水晶体与虹膜也都有不同的着色表现，经过多次调整，才有了我们现在能够看到的《虚幻争霸》里那些会用眼睛说话的英雄。

PBR材质，更加真实的实时渲染

PBR，全称Physically Based Rendering，也就是基于物理的渲染。与之相对应的，则是贴图式的高光：金属、皮革等质感的表现都由美工的主观调整来控制，不仅不能真实还原，而且制作效率还非常低。而PBR仅通过调整参数，就能表现出物体的真实感，它也可以说是未来主流的材质选择，同样也被运用到了《虚幻争霸》的画面中。

PBR材质与非PBR材质的对比

PBR主要分为三个部分，即光、物体的表面材质，以及光和材质是怎样交互的。光一般分为主光、辅光和装饰光。自身发光的，可以被视为直接光源，如太阳和路灯等;而自身不发光，只是反射光线的物体，则是非直射光源。

不同光源下物体的效果

而材质，则分为金属和非金属。金属反射率很高，一般能达到70%以上，相反非金属这一数值甚至不到10%。因而体现在光照上去的效果