張健銘 張晶

摘要：影視數(shù)字化誕生以來，影視行業(yè)技術(shù)飛速發(fā)展，逐漸趨于成熟，在這種成熟的背景下，大家越來越重視內(nèi)容的生產(chǎn)和對內(nèi)容的創(chuàng)新創(chuàng)意，虛幻引擎5版本的出現(xiàn)，更是提供了更多實(shí)實(shí)在在的工具和可能，讓影視制作有了新的平臺，有了新的效率工具，打破了傳統(tǒng)的制作流程，簡化、整合流程的同時(shí)降低了對人員的需求。強(qiáng)大的引擎帶來了更多逼真的效果，大大減少了在傳統(tǒng)影視特效中的模型材質(zhì)紋理貼圖的繁瑣流程。

關(guān)鍵詞：虛幻引擎 虛擬現(xiàn)實(shí) 影視制作 游戲開發(fā) 元宇宙

中圖分類號：J943.12文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2022）06（a）-0000-00

1 虛幻引擎5概述

虛幻引擎5是用于游戲的設(shè)計(jì)制作平臺或者系統(tǒng)，通過已經(jīng)編寫好的可編輯電腦游戲系統(tǒng)或者一些交互式實(shí)時(shí)圖像應(yīng)用程序的核心組件來實(shí)現(xiàn)快速制作。因?yàn)闉橛螒蛟O(shè)計(jì)者提供各種編寫游戲所需的各種工具，所以可以讓游戲設(shè)計(jì)者不用一切從零開始，快速地制作出想要的游戲內(nèi)容和效果，不用為了實(shí)現(xiàn)某些效果而浪費(fèi)大量的時(shí)間。簡單來說，就是游戲引擎是開發(fā)者寫的一堆代碼框架，而游戲開發(fā)者就用這堆代碼框架，來快速實(shí)現(xiàn)游戲開發(fā)[1]。

2 虛幻引擎5與影視的關(guān)系

虛幻引擎5既然是為游戲服務(wù)，那么又怎么跟影視產(chǎn)生了火花？這個(gè)主要是因?yàn)樘摶靡?擁有兩大部分：游戲引擎和游戲資源，也就是游戲=引擎（程序代碼）+資源（圖象、聲音、動畫等）。影視從業(yè)者利用的也就是后半部分資源（圖象、聲音、動畫等）。

UE是目前世界上最知名、授權(quán)最廣的頂尖游戲平臺，在全球擁有八成份額，虛幻引擎5是制作大型游戲的制作和開發(fā)平臺，似乎跟影視沒有太直接的關(guān)系，大家還是更愿意將其視為大型游戲平臺，在這里我們不談《鬼泣》等大型游戲，單純從影視創(chuàng)作的流程和效果中去看UE帶給影視從業(yè)者的驚喜。

3 傳統(tǒng)影視制作與虛幻引擎5制作的對比

3.1傳統(tǒng)影視制作

傳統(tǒng)影視制作流程相對復(fù)雜，環(huán)節(jié)多，軟件多，耗時(shí)長，至少要有概念設(shè)計(jì)、模型制作、材質(zhì)、貼圖、動畫、流體動力學(xué)、燈光，渲染合成等。在一系列復(fù)雜的環(huán)節(jié)中，有一些還有相當(dāng)一部分需要消耗掉大量時(shí)間才能進(jìn)行渲染才能預(yù)覽，然后再次進(jìn)入反復(fù)修改的環(huán)節(jié)，所以從傳統(tǒng)影視制作流程提升工作效率是比較困難的事情，因此很多導(dǎo)演就此對于能將就的鏡頭或者情節(jié)便不再苛求，用以節(jié)省制作時(shí)間。傳統(tǒng)的影視制作非常消耗時(shí)間，因?yàn)槠浯罅繒r(shí)間和精力放在了內(nèi)容制作、材質(zhì)、燈光、視覺場景搭建，渲染合成、調(diào)色等過程中。

3.2虛幻引擎5影視制作

當(dāng)UE虛擬引擎出現(xiàn)后，令很多影視從業(yè)者眼前一亮，首先是UE的渲染能力極其強(qiáng)大、渲染效果精良，傳統(tǒng)制作渲染消耗大量時(shí)間這件事情就這么被UE、虛擬引擎的算法解決掉了，這主要?dú)w功于虛幻引擎5在游戲方面強(qiáng)大的渲染能力應(yīng)用到影視制作過程。強(qiáng)大的實(shí)時(shí)渲染效果，節(jié)省影視制作人員大量的時(shí)間和精力，能夠及時(shí)對畫面做出調(diào)整[2]。

虛幻引擎5對于影視行業(yè)的變革是必然趨勢，畢竟目前影視制作的痛點(diǎn)，虛幻引擎5都提供了完美的解決方案，將會改變影視行業(yè)的制作流程，總結(jié)其優(yōu)點(diǎn)為更快、更直接、更實(shí)時(shí)。《星球大戰(zhàn)》衍生劇《曼達(dá)洛人》就是UE游戲衍生出的產(chǎn)物，大部分科幻場景畫面都是由虛幻引擎4制作而成，中國影視行業(yè)的迅速崛起，也要求我們發(fā)掘更加簡潔流暢的制作方法，將更多時(shí)間留給導(dǎo)演對于劇情的打磨上，虛幻引擎5也剛好滿足這一點(diǎn)，虛幻引擎5成為未來影視行業(yè)制作中必不可少的一部分。

3.3影視級畫質(zhì)的覆蓋

隨著影視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，當(dāng)前影視級畫質(zhì)要求至少4K以上，但在相當(dāng)長的一段時(shí)間，游戲由于受到PC性能限制，對畫質(zhì)要求并不高，但隨著PC技術(shù)的發(fā)展、玩家的視覺體現(xiàn)追求越來越高，現(xiàn)在的游戲畫面效果要求虛擬引擎至少要提供4K以上的畫面，在這個(gè)量級的畫面效果要求下，虛擬引擎制作的內(nèi)容能夠很輕松達(dá)到影視級畫面效果。

4 虛幻引擎5的主要優(yōu)勢

虛擬引擎能夠更快、更方便、更高效地勝任影視制作工作主要表現(xiàn)在對于模型的處理上，主要在虛擬微多邊形幾何體（Nanite）和全動態(tài)全局光照解決方案（Lumen）和引擎內(nèi)進(jìn)行動畫角色的骨骼綁定和動畫制作。由于游戲的特殊性要求的幀速率比較高，因此，虛擬引擎帶給人們更流暢的視覺效果[3]。

4.1虛擬微多邊形幾何體（Nanite）

虛擬微多邊形幾何體顧名思義就是在面對高精度模型上面與運(yùn)算之間的矛盾，在傳統(tǒng)制作流程中，設(shè)計(jì)師需要不斷做出效果和面數(shù)的取舍：面數(shù)多，效果好但渲染慢，制作過程卡頓;面數(shù)少，畫面質(zhì)量有得不到保證。這一切都是因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)生成的圖像中，人眼捕捉到的細(xì)節(jié)都是由無數(shù)幾何體實(shí)現(xiàn)的，細(xì)節(jié)越豐富，幾何體的數(shù)量和面數(shù)就越“恐怖”，運(yùn)算量也越大。

隨便一個(gè)物體就可能有幾百萬甚至上千萬面——更別說擁有海量細(xì)節(jié)的影視級圖像了，普通計(jì)算機(jī)的性能是吃不消的，目前行業(yè)通常的做法是通過渲染代理進(jìn)行第三方的效果渲染。

但在虛幻引擎5中，寬容度極高的導(dǎo)入支持，可以將面數(shù)巨大的模型直接導(dǎo)入，通過Nanite的功能，一鍵生成Nanite形式的模型。這些模型在虛幻引擎5中并不會固定不變，虛幻引擎5通過智能運(yùn)算，將模型與畫面效果結(jié)合，實(shí)時(shí)根據(jù)畫面效果進(jìn)行變化，保證幀速率的同時(shí)又保證了畫面效果，在保證質(zhì)量的前提下達(dá)到了效率與效果的平衡，呈現(xiàn)出更高規(guī)格的細(xì)節(jié)表現(xiàn)。畫面效果炸裂，不輸傳統(tǒng)制作的影片輸出質(zhì)量。傳統(tǒng)制作中向PC性能妥協(xié)的 “優(yōu)化面數(shù)”，需要依賴法線貼圖、手動LOD這些行為，被虛擬引擎所取代。

4.2全動態(tài)全局光照解決方案（Lumen）

自從計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)發(fā)展之日起，圖形技術(shù)一直在從事計(jì)算機(jī)照明的研究與技術(shù)研發(fā)，甚至聯(lián)合渲染器進(jìn)行全方位立體的整合，為的就是能夠獲取到更加逼真和生動的畫面效果。直到全局照明方案的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)圖像才有了以假亂真的逼真效果，但這一些都離不開材質(zhì)燈光的制作人員的努力，一幀一幀，一個(gè)鏡頭一個(gè)鏡頭的反復(fù)調(diào)試。FCC6E955-0242-4FBA-B460-20FB89E63374

虛幻引擎5因?yàn)橹饕獮橛螒蚍?wù)，游戲中的不同運(yùn)動方式是根據(jù)玩家來進(jìn)行實(shí)時(shí)適配的。所以，就不能提前設(shè)計(jì)照明效果，虛幻引擎5通過更加科學(xué)的方式全動態(tài)全局光照解決方案（Lumen），最為驚艷的是可以輕松將物體的鏡面反射和漫反射都呈現(xiàn)出來，并且能夠隨著物體移動實(shí)時(shí)反應(yīng)和變幻。甚至可以通過材質(zhì)的設(shè)定，定義發(fā)光源和發(fā)光體。在全動態(tài)全局光照解決方案（Lumen）照明技術(shù)下，天氣的實(shí)時(shí)變化、陽光角度的實(shí)時(shí)變化，都能夠自動生成和實(shí)時(shí)渲染，設(shè)計(jì)師不需要反求攝像機(jī)參數(shù)，就此可以與光照貼圖、光照預(yù)烘焙、反射捕捉等復(fù)雜工作說再見了。所見即所就是虛擬引擎在影視制作的最大優(yōu)勢。

4.3引擎內(nèi)進(jìn)行動畫角色的骨骼綁定和動畫制作

虛擬引擎內(nèi)置了動畫制作的常用工具，并且擁有影視軟件的綁定系統(tǒng)和曲線編輯系統(tǒng)，擁有姿勢庫這一效率資源[4]。影片的骨骼綁定、動畫調(diào)整、都在同一個(gè)引擎里進(jìn)行協(xié)作，無須跨平臺。同樣，數(shù)字資產(chǎn)團(tuán)隊(duì)和整個(gè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)都能在一個(gè)引擎里進(jìn)行處置和審查，大大提升了協(xié)作效率和質(zhì)量管理。

在動畫制作過程中，強(qiáng)大的引擎可以保證在影片制作過程中無須嚴(yán)格執(zhí)行流程，動畫制作的時(shí)候絲毫不影響對于模型、材質(zhì)貼圖的繼續(xù)處理，特效也能夠先行制作，顛覆了傳統(tǒng)“管道式”的影視制作方式。虛擬引擎支持動作捕捉設(shè)備，拓展性比影視軟件更為友好，格式寬容度也更好。

5 虛幻引擎5對影視行業(yè)的影響

5.1行業(yè)制作的革新

虛幻引擎5帶來了對影視行業(yè)的徹底革新，制作流程改變、效率的提升，并且在虛擬拍攝方面取得很好的效果。例如《曼達(dá)洛人》《奇幻森林》，目前國內(nèi)運(yùn)用虛幻引擎5制作的大都是動漫作品，比如《斗羅大陸》《秦時(shí)明月》《槍神紀(jì)》《地靈曲》等。但在實(shí)景拍攝方面，也可以通過虛幻現(xiàn)實(shí)來打破傳統(tǒng)制作模式，例如《黑客帝國覺醒》，在虛幻引擎5中，因其實(shí)時(shí)渲染的便捷性，導(dǎo)演可以頭戴VR眼鏡隨時(shí)對場景進(jìn)行替換和嘗試，增加了導(dǎo)演的嘗試機(jī)會，降低了各項(xiàng)成本，導(dǎo)演可以減少腦補(bǔ)畫面最終呈現(xiàn)效果。對于傳統(tǒng)制作模式中，導(dǎo)演絞盡腦汁、猶豫不決的頭腦風(fēng)暴式的分鏡頭設(shè)計(jì)工作，可以輕松地在虛幻引擎5中進(jìn)行嘗試來直觀感受;對于制作團(tuán)隊(duì)來講，傳統(tǒng)的制作中，最怕的無非是甲方提出的修改意見，不僅在場景燈光等方面牽一發(fā)而動全身，而且渲染周期特別長，虛幻引擎5的出現(xiàn)，甲方的修改也不再是一個(gè)撓頭的事情。

5.2影視周邊體系的拓展

在傳統(tǒng)的影視制作上，電影火了捧紅了演員，而演員后續(xù)接代言、接廣告得到的收入未必會分給電影制作方[5]。傳統(tǒng)影視想要以影視IP發(fā)展游戲是比較難的，相當(dāng)于從零開始去制作一款同名游戲，一切從頭來過，只能少量共享影視制作中的資源轉(zhuǎn)化游戲，但虛幻引擎5的出現(xiàn)，可以在影片制作的同時(shí)直接對其進(jìn)行游戲開發(fā)，甚至可以將電影做成交互式電影，徹底顛覆了電影行業(yè)的發(fā)展寬度和趨勢。

5.3制作技術(shù)的創(chuàng)新與高效

在2021年底推出的《黑客帝國覺醒》中，展示了虛幻引擎5中的MassAI人群和交通系統(tǒng)，不僅模擬現(xiàn)實(shí)中的車流和人群的行為，進(jìn)行智能化的設(shè)定，顛覆傳統(tǒng)動畫制作中刻關(guān)鍵幀動畫的形式，還有違章、意外等行為，這些內(nèi)容在傳統(tǒng)制作模式中是需要消耗大量人力、精力和時(shí)間去做的，尤其是大場景的渲染更是耗時(shí)的工作，但虛幻引擎5利用MassAI+高速渲染的算法輕松解決了這個(gè)問題，大大提高了工作效率。

5.4更逼真的影視級物理效果

虛幻引擎5還有著Chaos物理和破碎系統(tǒng)，這給影視增加更加趨于現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)的物理效果。傳統(tǒng)電影制作中，特效，尤其是物理特效的模仿是極為困難的事情，對于逼真度的追求從未停止，各種軟件插件在影視制作過程逐漸進(jìn)步完善，對于行業(yè)從業(yè)者而言需要掌握大量的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，在虛幻引擎5中，影視行業(yè)中的極度逼真的物理模擬工作被輕松解決了。

5.5時(shí)序超級分辨率

虛幻引擎5還給了影視工作者時(shí)序超級分辨率，更高顯示分辨率，在更高分辨率下體現(xiàn)更好的視覺效果，能夠?qū)⒏诱鎸?shí)的3A模型和全局照明的細(xì)節(jié)顯示地更加逼真，不會因?yàn)檩敵鰧Ξ嬅嫘Ч蛘劭郏瑢⒏泳哂屑?xì)節(jié)和真實(shí)感的畫面呈現(xiàn)給觀眾。

虛幻引擎5還帶給我們次時(shí)代數(shù)字人類，如在場景中呈現(xiàn)的數(shù)千名的群眾、特工等，對于影視行業(yè)而言，顛覆了制作的要求，無論團(tuán)隊(duì)大小，都可以制作3A級影視大片或者游戲大作。用虛幻5官方的話解釋，創(chuàng)造豐富多彩而又復(fù)雜的城市與環(huán)境以及逼真的引人注目的電影場景[6]。

5.6行業(yè)的變化調(diào)整

因?yàn)樘摶靡?的出現(xiàn)，我們可以大膽預(yù)測一下未來影視行業(yè)的變革，傳統(tǒng)制作型公司的體量會縮小，分工越來越細(xì)致。

首先，影視行業(yè)會出現(xiàn)專門從事動作捕捉的公司或者工作室，用來提供動作關(guān)鍵幀的輸出，根據(jù)劇本劇情，進(jìn)行動作設(shè)計(jì)與表演。

其次，虛幻拍攝的基礎(chǔ)設(shè)施會進(jìn)行變革，從原來的打造實(shí)體場景，為實(shí)體場景拍攝設(shè)計(jì)器材，到提供虛幻拍攝演播廳，用led屏幕呈現(xiàn)背景，傳統(tǒng)舞臺美術(shù)工作量大幅縮減，數(shù)字化場景數(shù)量幾何倍增加，相關(guān)的數(shù)字場景資源庫規(guī)?；?、模塊化、共享化，數(shù)字場景交易呈現(xiàn)一定規(guī)模。

最后，真人演出的出場機(jī)會減少，現(xiàn)在虛幻5的Metahuman系統(tǒng)已經(jīng)可以制作出相當(dāng)逼真的人物模型，人物模型的數(shù)字化必然成為趨勢。

6 虛幻引擎5與Metaverse（元宇宙）

Metaverse當(dāng)前被行業(yè)翻譯成了元宇宙，其實(shí)更符合“超世界”這個(gè)翻譯方式，在筆者看來就是特殊的“游戲”，符合現(xiàn)實(shí)世界映射與虛擬交互的一種世界形式，本質(zhì)就是虛擬化和數(shù)字化。

Metaverse有著沉浸式體驗(yàn)的現(xiàn)實(shí)世界的鏡像，在沉浸式和現(xiàn)實(shí)鏡像的要求下，虛幻引擎5是制作元宇宙的最佳工具。Metaverse尚處于發(fā)展初期，其主要體現(xiàn)了數(shù)字資產(chǎn)和基本圖形在虛擬空間的存在，隨著Metaverse的逐步完善，配合VR視覺體驗(yàn)設(shè)備，那么身臨其境的視覺體驗(yàn)感也會逐步被重視。虛幻引擎5是生產(chǎn)Metaverse內(nèi)容的不二選擇，在未來的Metaverse中，影視內(nèi)容可以根據(jù)體驗(yàn)者的選擇有不同的發(fā)展脈絡(luò)和方向，產(chǎn)生不同的結(jié)局，把真實(shí)世界中難以實(shí)現(xiàn)的“定制”劇情得以實(shí)現(xiàn)。

影視發(fā)展百余年來技術(shù)從未停止發(fā)展與革新，虛幻引擎5的出現(xiàn)將整個(gè)虛幻引擎生態(tài)將開啟一個(gè)創(chuàng)造力爆炸的時(shí)代，而在影視行業(yè)，對未來敘事的探索，才剛剛開始。當(dāng)然虛幻引擎5還并不夠那么完美，比如水和植被模擬不夠逼真、對環(huán)境細(xì)節(jié)的呈現(xiàn)要優(yōu)于人物細(xì)節(jié)，等等，但并不妨礙它對影視行業(yè)的影響。在效率就是生命的現(xiàn)代社會，虛幻引擎5讓影視、動畫創(chuàng)作人員獲得“新生”。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉笑微，袁率.LED屏前虛擬拍攝技術(shù)為影視創(chuàng)作帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)——北京電影學(xué)院電影級虛擬拍攝教學(xué)實(shí)驗(yàn)片《異星救援》制作談[J].影視制作，2021，27（11）：24-32.

[2] 戈清平.虛幻引擎亦幻亦真 我國科幻游戲道阻且長[N].中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào)，2021-12-13（14）.

[3] 莫傳眾，郭美，肖敏，等.虛幻引擎在3D動畫游戲中的應(yīng)用[J].福建電腦，2021，37（3）：98-100.

[4] 劉聰.論虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在影視動畫制作中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2020，17（6）：118，120.

[5] 朱大誠.三維動畫制作中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)踐研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2020，17（6）：124-125.

[6] 彭燕來.《神佑》帶著虛幻4引擎登上Steam[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2020，46（22）：21.FCC6E955-0242-4FBA-B460-20FB89E63374