關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；Unreal Engine 5；游戲開發(fā)；社交場(chǎng)景；智能化

中圖法分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

游戲已經(jīng)成為人們社交以及娛樂的主要方式之一。借助愈加先進(jìn)的信息技術(shù)以及自身的豐富性，游戲逐漸發(fā)展出AR互動(dòng)游戲等新形式，大大豐富了游戲的趣味性和挑戰(zhàn)性，同時(shí)游戲增添了社交屬性，方便人們之間的交流。一些精美的3A大作依靠?jī)?yōu)秀的開發(fā)引擎渲染出逼真的場(chǎng)景，甚至將現(xiàn)實(shí)世界完美復(fù)刻在游戲場(chǎng)景里，賦予情節(jié)和故事，將開發(fā)者的思想借助游戲人物進(jìn)行表達(dá)與展現(xiàn)，增添了一些文學(xué)甚至哲學(xué)啟迪。因此，在當(dāng)前線上場(chǎng)景火爆的背景下，本文將游戲和現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行深度融合并產(chǎn)生連接，同時(shí)以大火游戲《堡壘之夜》為實(shí)例進(jìn)行概念闡述來增強(qiáng)理解。

2概述

經(jīng)過長(zhǎng)期發(fā)展，如今優(yōu)秀的游戲已具備聊天社交、故事探索等功能。年輕人喜愛的密室、劇本殺、露營(yíng)等活動(dòng)都可以在游戲中體驗(yàn)，游戲精美的場(chǎng)景渲染給予用戶更加豐富的體驗(yàn)。如今，大多數(shù)藝術(shù)都是借助視覺和聽覺進(jìn)行欣賞，缺乏互動(dòng)體驗(yàn)參與感，而游戲作為互動(dòng)性娛樂載體可以很好解決此問題。然而，之前游戲的發(fā)展還不成熟，畫質(zhì)模糊，玩法單一，服務(wù)器可荷載的用戶有限，開發(fā)引擎功能受技術(shù)限制，因此，游戲一直以來都只是娛樂的一種消遣方式。

隨著技術(shù)的發(fā)展，更加優(yōu)質(zhì)快捷、可操作性強(qiáng)的算法和編程語言的出現(xiàn)以及優(yōu)化，使游戲開發(fā)技術(shù)更加先進(jìn)高效。Unreal Engine 5是由Epic Games在2020年推出的最新一代引擎，具有成熟的虛擬現(xiàn)實(shí)模擬技術(shù)，其完善的物理模擬能力可以完美渲染模擬出現(xiàn)實(shí)世界中物體的精準(zhǔn)形狀、顏色以及動(dòng)態(tài)效果，同時(shí)借助人工智能技術(shù)，可以在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行自處理，使非玩家角色具備更智能的反應(yīng)。并且，Unreal Engine 5具備超強(qiáng)的畫面實(shí)時(shí)渲染能力，能夠生成更逼真的視覺藝術(shù)效果，包括更逼真的光照環(huán)境以及完全動(dòng)態(tài)的全局光照解決方案。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的發(fā)展不僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序或游戲，同時(shí)連接了真實(shí)和虛擬世界，通過計(jì)算機(jī)生成的感知信息，借助計(jì)算機(jī)硬件傳遞包括視覺、聽覺、觸覺、軀體感覺以及嗅覺在內(nèi)的多種感覺模式。身體各方面疊加的感官信息營(yíng)造出一個(gè)身臨其境的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境，將持續(xù)改變?nèi)藗儗?duì)現(xiàn)實(shí)世界的感知，同時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)將逐漸改變用戶對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界以及模擬環(huán)境的區(qū)別感。

Lumen使游戲中對(duì)于光色影和現(xiàn)實(shí)世界的描述更加精準(zhǔn)。該系統(tǒng)能在宏大而精細(xì)的場(chǎng)景中渲染間接鏡面反射和無限反彈的漫反射，小到毫米級(jí)、大到千米級(jí)，Lumen都能游刃有余，且無須專門的光線追蹤硬件，并且光照效果和在主機(jī)上運(yùn)行游戲時(shí)保持完全一致。同時(shí)，其能夠創(chuàng)建大量幾何細(xì)節(jié)的Nanite，使游戲場(chǎng)景的渲染具備更加細(xì)致的復(fù)刻。在功能方面，卷積混響以及環(huán)境立體聲渲染使游戲具備影視級(jí)音效。本文借助Unreal Engine 5搭建現(xiàn)實(shí)與虛擬的橋梁，力圖搭建未來線上購物、學(xué)習(xí)等一體化窗口。

3基于Unreal Engine 5游戲開發(fā)聚合現(xiàn)實(shí)的項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)

3.1概念

虛幻引擎在當(dāng)前的3D動(dòng)畫游戲制作中，主要應(yīng)用就是提高整個(gè)場(chǎng)景及動(dòng)畫的流暢度。前文提道，Unreal Engine 5是Epic Games于2020年推出的最新一代開發(fā)引擎，具備影視級(jí)美術(shù)效果以及強(qiáng)大的幾何數(shù)據(jù)處理能力，同時(shí)Lumen可以對(duì)場(chǎng)景以及光照變化做出實(shí)時(shí)反應(yīng)、卷積混響以及環(huán)境立體聲渲染，從形光聲以及數(shù)據(jù)處理能力上解決了環(huán)境逼真效果和龐大用戶基數(shù)的問題。2021年，基于Unreal Engine 5開發(fā)的開放世界視頻游戲《黑客帝國(guó)覺醒》進(jìn)行了模擬城市的喚醒演示，其中人們無法區(qū)分演員的真?zhèn)?。同時(shí)，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）可以被定義為用于創(chuàng)建物理現(xiàn)實(shí)和虛擬3D界面相結(jié)合、實(shí)現(xiàn)使用可穿戴設(shè)備和遙控器的人機(jī)交互控制器，使接人接口的每一個(gè)用戶能夠查看計(jì)算機(jī)生成的3D界面或與之交互在VR混合物理虛擬世界之中的投影。在此技術(shù)基礎(chǔ)上，本文探求未來購物、旅游、社交、娛樂、學(xué)習(xí)等與游戲深度融合的場(chǎng)景及應(yīng)用。

3.2功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.2.1游戲與購物

如今，購物場(chǎng)景主要為線下和線上購物兩種形式。線下的超市購物主要解決及時(shí)性和體驗(yàn)性兩種痛點(diǎn)。至于線上的電商，則主要解決便捷性和需求放大的痛點(diǎn)。游戲購物主要就是將兩者的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合。

借助優(yōu)秀的游戲場(chǎng)景模塊的渲染，可以將游戲本身的場(chǎng)景作為現(xiàn)實(shí)的購物消費(fèi)場(chǎng)景，將游戲場(chǎng)景中計(jì)算機(jī)角色的消費(fèi)場(chǎng)景轉(zhuǎn)換為真實(shí)的消費(fèi)場(chǎng)景，如在商業(yè)街中購買的衣服、小吃等會(huì)自動(dòng)匹配配送場(chǎng)景，選擇快遞或者外賣騎手，鏈接到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中。而人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合可以有效發(fā)揮其數(shù)據(jù)整合與交互共享的功能來解決各種現(xiàn)實(shí)問題。同時(shí)，人工智能技術(shù)可以在保留傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫框架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，從而為海量用戶的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供倉庫。并且，配合VR技術(shù)可以對(duì)衣物上身效果進(jìn)行更精準(zhǔn)的了解，減少購物尺寸不適合等原因而產(chǎn)生物流退貨的情況。

3.2.2游戲與娛樂

人們?cè)谏缃痪€上社交主要借助微信、QQ等社交軟件進(jìn)行音視頻及文字媒介的交流，年輕人交友也選擇Soul等大數(shù)據(jù)配對(duì)交友方式，聊天形式比較受限，由于缺乏更多的信息渠道，交友聊天內(nèi)容很受限制。如今，大多數(shù)聯(lián)機(jī)游戲都具備語音聊天的功能，為游戲內(nèi)容和體驗(yàn)增添了趣味性和互動(dòng)性。而UnrealEngine 5所具備的場(chǎng)景渲染能力，可以突破距離的限制，如交友常見的觀影，借助游戲角色進(jìn)入游戲場(chǎng)景中的電影院來增強(qiáng)共同觀影的真實(shí)感及體驗(yàn)感。

3.2.3游戲與社交

娛樂不只有游戲，但游戲卻是性價(jià)比最高的娛樂方式，同時(shí)可以調(diào)動(dòng)更多的用戶參與其中。以密室為例，現(xiàn)實(shí)之中的密室因?yàn)閳?chǎng)地、劇本、玩家人數(shù)、游戲時(shí)間、機(jī)關(guān)設(shè)計(jì)等限制對(duì)游戲體驗(yàn)影響頗深。與之不同的是，借助Unreal Engine 5的實(shí)時(shí)渲染和對(duì)光影模擬的能力，通過網(wǎng)絡(luò)可以模擬密室的恐怖感和探索感。同時(shí)，對(duì)于場(chǎng)景的選擇，開放式的場(chǎng)景DIY，創(chuàng)意玩法將更加豐富。虛擬引擎對(duì)于人物建模細(xì)節(jié)刻畫的第一步是面部表情的捕捉，第二步是肢體動(dòng)作的捕捉，而以上兩步對(duì)于用戶面對(duì)游戲角色及環(huán)境的真實(shí)感都至關(guān)重要，從而深刻影響游戲中娛樂的體驗(yàn)感。

3.2.4游戲與學(xué)習(xí)

網(wǎng)絡(luò)直播授課是獲取優(yōu)質(zhì)教育資源的途徑和方式，一定程度上解決了教育公平的問題。然而，如今的線上教學(xué)只是交流媒介的改變，從傳統(tǒng)的線下授課轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)授課，授課的內(nèi)容、學(xué)生接受教育資源的方式都沒有發(fā)生本質(zhì)改變，甚至由于缺乏監(jiān)管，網(wǎng)課的學(xué)習(xí)效率大多低于線下授課。眾所周知，實(shí)踐式教育方式的效果確實(shí)優(yōu)于普通的填鴨式授課方式，因此，可以借助Unreal Engine 5渲染出相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。比如，針對(duì)操作化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以模擬真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景，通過操控角色在游戲中模擬完成真實(shí)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)過程，這樣的體驗(yàn)感和參與感會(huì)讓學(xué)習(xí)的效果更加深刻和持久：英國(guó)外科醫(yī)生協(xié)會(huì)在培訓(xùn)之中，BJS委員會(huì)團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)介紹了COVID-19如何嚴(yán)重?fù)p害人類健康的外科培訓(xùn)，其中虛擬沉浸式的外科培訓(xùn)模擬對(duì)于外科手術(shù)培訓(xùn)提供了積極作用。

3.2.5其他

對(duì)于其他現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景與游戲的融合，同樣能夠借助優(yōu)秀的渲染能力將現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景轉(zhuǎn)移到線上，并通過操控角色的方式達(dá)到和現(xiàn)實(shí)經(jīng)歷一致的體驗(yàn)，并且借助光影模擬效果和色彩可以使體驗(yàn)感更加逼真。

4基于Unrael Engine 5游戲開發(fā)場(chǎng)景融合的實(shí)例——堡壘之夜演唱會(huì)

4.1背景介紹

《堡壘之夜》（Fortnite）是一款誕生于2017年的第三人稱射擊游戲，基于Unreal Engine 4（現(xiàn)為Unreal Engine 5）引擎開發(fā)，具有超多IP聯(lián)動(dòng)元素以及全球1億多忠實(shí)玩家，實(shí)現(xiàn)開放世界以及玩家自定義關(guān)卡，同時(shí)具備大逃殺和沙盒類游戲特質(zhì)。目前，該游戲以賽季聯(lián)動(dòng)大事件的方式進(jìn)行更新，并且和多部動(dòng)漫IP聯(lián)動(dòng)，為游戲角色皮膚和畫面增添趣味性和挑戰(zhàn)性。

4.2游戲場(chǎng)景融合

《堡壘之夜》游戲官方聯(lián)動(dòng)知名歌手舉辦了多場(chǎng)線上演唱會(huì)，與傳統(tǒng)演唱會(huì)形式不同的是，用戶操作角色跟隨歌手的人物模型進(jìn)行互動(dòng)，整個(gè)演唱會(huì)場(chǎng)景配備絢麗的畫面色彩和光影以及混響，角色得以在游戲地圖場(chǎng)景中欣賞演唱會(huì)。得益于Unreal Engine 5的優(yōu)良性能，將傳統(tǒng)線下節(jié)目的層次結(jié)構(gòu)序列和鏡頭線上化，參與現(xiàn)場(chǎng)演唱會(huì)最明顯的好處就是演唱會(huì)是由一群同樣忠誠(chéng)的個(gè)人組成的社區(qū)分享，因此現(xiàn)場(chǎng)更加活躍。同時(shí)，使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并通過技術(shù)擴(kuò)展感官體驗(yàn)，調(diào)解現(xiàn)實(shí)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)旨在通過技術(shù)改善實(shí)際元素，目標(biāo)是“看到并體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)世界與各種虛擬物體，不失現(xiàn)實(shí)感”。雖然虛擬現(xiàn)實(shí)在游戲中的使用較為常見，包括游戲平臺(tái)內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)表演，然而沒有一款游戲和《堡壘之夜》一樣成功。例如，《堡壘之夜》上的棉花糖DJ活動(dòng)，該活動(dòng)盡可能接近VR，然而無須實(shí)際的VR設(shè)備及耳機(jī)，并且游戲角色伴隨音樂舞蹈是線下演唱會(huì)無法比擬的身臨其境般的社區(qū)音樂體驗(yàn)。

4.3評(píng)價(jià)

2020年4月24日，《堡壘之夜》與美國(guó)著名說唱歌手Travis Scott攜手表演一場(chǎng)名為“Astronomical”的“沉浸式”大型演唱會(huì)，共吸引超過2770萬名玩家前往觀看。表演者和觀眾雖然只能通過計(jì)算機(jī)或手機(jī)上的2D平面屏幕進(jìn)行觀看，然而借助XR（擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)），其表演可以提供一種沉浸式在線表演的體驗(yàn)，體驗(yàn)傳統(tǒng)中未曾涉及的新互動(dòng)樂趣以及超越物理空間限制的觀眾定制式觀看體驗(yàn)。在線玩家等待節(jié)目時(shí)，虛擬倒計(jì)時(shí)在虛擬舞臺(tái)的上空顯現(xiàn)，其次歌手Travis Scott作為虛擬角色出現(xiàn)在虛擬舞臺(tái)上。并且，游戲玩家可以選擇自己喜歡的方式，如搖晃或隨音樂跳舞來欣賞音樂會(huì)，同時(shí)所有角色的身體感官受游戲環(huán)境的影響，如游戲中的失重、跳高和快速移動(dòng)，為演唱會(huì)提供一個(gè)全新的舞臺(tái)和觀眾感知體驗(yàn)。Unreal Engine 5技術(shù)的發(fā)展帶來了更多的可能性和不確定性，也為未來其他領(lǐng)域的發(fā)展提供了方向和空間。

5結(jié)束語

基于Unreal Engine 5的游戲開發(fā)與生活場(chǎng)景相融合，能夠?yàn)殚_發(fā)引擎提供更多的開發(fā)和使用場(chǎng)景，從而在用戶使用中不斷完善技術(shù)體驗(yàn)，同時(shí)為其他行業(yè)提供融入智能化時(shí)代的方向和機(jī)會(huì)。因此，在模擬基于Unreal Engine 5的游戲開發(fā)與其他行業(yè)融合應(yīng)用期間，必須明確實(shí)時(shí)渲染和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的變革和特征，明確行業(yè)與智能化時(shí)代的融合要素，為其他行業(yè)在智能化時(shí)代的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，使先進(jìn)引擎技術(shù)得以持續(xù)發(fā)揮作用，為智能化時(shí)代賦能更多元素。

作者簡(jiǎn)介：

張廣超（2001—），本科，研究方向：國(guó)際商務(wù)。