从游戏实时渲染到影视动画特效——渲染引擎发展的必然趋势

2020-09-11 10:53 发布

渲染引擎在影视、动漫领域越来越普及，有的人用过，有的人没用过，但是对于游戏来说，它几乎都是用游戏引擎做出来的，所以有的游戏公司是用标准的游戏引擎，比如说Crytek、Epic Games,但有的Studio是有自己专门的游戏引擎，它不对外开放和发布，或者比较小众，所以实时的游戏引擎技术对动漫和影视是一个强烈的趋势，大家可以感知到如果用传统的方法来做的话它的速度和效率不太容易被接受，因此接下来的几年是游戏引擎或者说实时渲染引擎对传统影视动漫行业有一个很大改造的黄金时期。

我是一个比较跨行业的人，本科在南昌大学的机械电子系，本科的专业叫汽车与拖拉机，保送研究生读的是工程任务，就是研究汽车的发动机、缆车的效率这块。最后，我在看了好莱坞的电影之后，突然觉得计算机非常吸引我，所以我就进行了自学，然后考了交大的计算机博士。

其实我横跨了学术和工业界，在交大的时候我去了微软亚洲研究院实习，交大毕业后我在Autodesk工作了半年，当时做的建筑的产品Autodesk Architecture for Desktop.再之后在法国国立计算机与自动化研究所做了两年的博士后研究。

做完博士后之后，我觉得学术对工业界的推动还是有一定的距离，就是我那篇论文发得再好，但是能够应用到工业领域的比例非常低，并且我们最顶级的论文不代表是对工业界一两年之内最能帮助到他们的成果，因此我觉得还是要离工业近一点，所以选择了当时我觉得全球在游戏和实时渲染方面最牛的公司，叫Crytek。

最后在2015年底，创办了粒界科技。现在粒界科技全球员工总数110人，我们的员工来自全球的18个国家和地区，中国、德国、英国、法国、意大利、印度、以色列等等，研发占比50%，我希望粒界接下来的引擎发布之后能跟大家有更多的交流。

对游戏技术的研究

目前大家可以发现游戏作品的品质其实已经非常高了，以前好莱坞，以及电影行业和动漫行业其实都不太看得起游戏公司的作品。但在《孤岛危机》所带来的视觉冲击后，给了当时的影视行业巨大的震撼。我组建的团队（可以说是）十年磨一剑，突破了游戏和影视40年的壁垒。

最早用电脑来做特效的是一款叫Spacewar（1960）和Pong（1972）的游戏，是传统的那种游戏机，然后到《星球大战》开始有一些特效，之后才到电影的领域里面。所以这两个行业其实一直在并行的发展，只是大家相互都不怎么去交流。2000到2001年是一个转折点，我带领的团队首次突破游戏技术与影视技术的融合，并将其应用于20世纪福布斯作品《移动迷宫》、《猩球崛起》。

《移动迷宫》单帧渲染提高500倍，一分钟的特效速度提高8万倍。《猩球崛起：黎明之战》进行大规模动作捕捉、动画和镜头的设置。这些用游戏引擎渲染出来的镜头大家并没有发现有任何的缺陷，从幕后制作到导演到普通的观众甚至很多专业级别的艺术家都没有发现，这是第一次证明游戏类的技术经过改造完全可以做到好莱坞级别的电影，并且成本可以减少一半，整体制作的效率也快了一倍多。

游戏和影视的区别

游戏和影视领域的对接花了五年的时间，主要是因为这两个领域是极度被割裂的。影视要求你的东西非常确定，渲染的东西每一帧，或者主题渲染的时候都不能有任何的偏差，但游戏引擎希望有一些动态的东西，每次玩的时候AI出现的点都不一样，打你的侧重都会有改变，特效也有区别。

影视是一个非常大规模的，可能跨州跨国家进行合作，但游戏一般在一个公司的一个或两三个团队，因此他们对工具链的要求也是不一样的。其次，影视素材是巨大的，影视每家公司用的流程有巨大差别，但游戏的流程相对比较统一，要么用自己的引擎，要么用市面上的标准引擎。影视的最高级别是保证品质，游戏是保证游戏的流畅性，不能有卡顿。游戏代表的是灵活度，各种工具各种玩法，影视代表的是一种强有力的高品质的状态，所以这两个行业一直比较割裂，融合得也比较慢。

接下来影视的引擎应该是要突破目前比较线性的流程，目前的影视制作流程是越来越垂直化的，大家可以看到导演的现场决策、现场做特效、现场做后期、现场调整灯光、现场进行动画的编辑、还有运动数据的捕捉和不同的Studio现场进行编辑，这是一个比较理想状态。接下来通过实时渲染技术它会越来越往这方面走。

优劣势

实时渲染的优势

一、实时流程，可以即时看到修改后的结果，缩短修改迭代的周期。比如大家可以看到玄机科技的作品，以前是月更，现在可以达到周更了，这就是实时渲染技术非常大的一个红利。

二、可以进行规模化，快速生产内容成为可能。

三、所见即所得。

游戏引擎用在影视特效上的劣势

一、画质的精度无法达到影视级别，代表性的问题是画面的光线、空间反射、阴影、闪烁、数据的承载量等。

二、游戏引擎的稳定性不足，引擎的构架老，有技术壁垒（引擎对渲染品质和数据处理方式有不同的要求）

三、使用游戏引擎跨领域制作项目，操作难度大，执行效率低。

影视动漫技术的发展趋势

首先以中国市场为起点的技术会颠覆和反向变革欧美市场。因为中国没有一个固定的工业化生产的流水线，灵活度更高，会愿意尝试新东西，这是一个新鲜的、没有被标准化的市场，其次中国的协会、政府的影响力、执行力都很强。一旦被接受执行会很快。

本地云部署+多地协同的数字制作流程是一个发展趋势。然后影视动漫内容的分散化制作：强大的审阅和协同工具及端云结合。这一点在今年因为疫情影响的情况下可以看到加快了分散化的制作，并且这个趋势会越来越加强，直到人人可以参与到一部电影、一个短片、动漫内容的制作。

半专业或者非专业性内容反推专业流程和工具。半专业或者非专业的人员由于没有经验对工具的傻瓜化有强烈需求。最后，数字制作专业人员的离散化工作和数字协同工作。这是整个人类都会面临的一个趋势，从投资到创业，到任何领域的工作，乃至你的感情生活，都会面临更加离散化、独立化、平民化、自我决策的一个趋势，并且这个趋势会越来越明显，所以要求有更强的协同的工作，更强的引擎来支撑大家越来越没有耐心的状况。

畅想未来引擎发展

影视制作和游戏是整个数字制作领域的一大块，但它并不代表全部。因此可以看看引擎除了在影视动漫和半娱乐领域的一些发展。

一是离线渲染与实时渲染的结合。量子计算会突破这个瓶颈，让离线渲染变得没有必要。但在这之前，离线渲染不太可能被剥离掉。二是打破游戏引擎的额Gap，让引擎可以跨行业应用（数字广告、智慧城市、影视动漫等）三是渲染的定制化服务。可以降低技术维护的要求，特别是针对在非游戏的场景。以前由于完全是固定游戏渲染，所以它的灵活度和品质都很难进行修改。四是引擎使用普及化，不仅为专业人士提供服务，还可以为普通消费者提供简单的数字化内容创作平台。