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DX10特效全开《Crysis》技术详解
2007-12-24 14:06:39  出处:快科技 作者:Skyangeles 编辑:Skyangeles     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接
Crytek出品的《Crysis》绝对是今年最受关注的PC游戏,其DX10最高画质下的画面水平已经在向电影化靠拢的路上迈出了一大步。遗憾的是,其高配置要求导致90%以上的用户根本没看过特效全开的《Crysis》画面效果。台湾Mobile01网站使用一套Intel Core 2 Duo QX6850和GeForce 8800GTX系统,终于在1024x768分辨率下,勉强以20fps的帧速跑出了DX10特效全开画面,为大家一一展示了《Crysis》的多项创新技术。

DX10特效全开《Crysis》技术详解

虽然大家现在都跑不动,但将来这些技术和效果都会逐渐出现在其他游戏上,提高PC游戏的整体画面水平。至少,大家来看看Crysis的风景也不错。

超远视距

CryEngine2使用优化的LOD(Level of Detail细节水平)来描绘环境,游戏中的视距相当于8公里。

DX10特效全开《Crysis》技术详解

高水准3D模型

《Crysis》中的3D建模水平极高,运动起来也没有丝毫僵硬感。

DX10特效全开《Crysis》技术详解

DX10特效全开《Crysis》技术详解

动态模糊(Motion Blur)

动态模糊效果在《Crysis》中被广泛应用,高画质下即可实现,属于Pixel Shader像素渲染特效。

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景深(Depth of Field)

景深特效也是Pixel Shader特效,即超过一定z值(据录制点距离坐标)就进行模糊处理。

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光线投射效果(God Ray)

之前的游戏中,如此类光线透过树叶的效果都是游戏预处理完成的,而非实时生成。但《Crysis》中的此效果可随视角随时改变,是继HDR后又一种模拟实际视觉效果的新特效,该特效也是基于Pixel-Shader。

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几何实例(Geometry Instancing)

几何实例效果主要针对树叶、数目花草等数量大、性质相同的物理实体生成,使用同样的3D模型来大量生成画面中的物体。该效果并非简单复制,而是可以进行颜色、大小、方向的变化,产生更加真实生动的画面效果。

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水面效果

液体效果是3D动画的的老大难问题。《Crysis》将水面的渲染水平再次提高了一个档次,其引擎先用模拟波浪算法计算出波浪的未知,再利用镶嵌(tessellation产生碎小多边形)技术描绘水面的细微变化,产生近乎真实的效果。

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海面

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小溪

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瀑布

日夜交替

《Crysis》支持实时日夜交替。游戏中的日升日落都有真实的效果,交替也更加自然。

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体积光照(Volumetric Light)

游戏中的光线会同雾、云等相互作用,实现更加真实的效果。

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表面散射(Subsurface Scattering)

传统3D画面在处理光线射向一个表面时,仅处理反射效应。但在真实世界中,很多半透明的材质在遇到光线时,会将其部分吸收,产生散射、折射的效果。如人的皮肤就有94%的表面散射效果。这一效果的应用也是《Crysis》中人物皮肤如此自然的原因。

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人的皮肤不再像一块塑胶

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树叶的边缘会有一部分透明

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墙壁也有此效果

视差映射贴图(Parallax Occlusion Mapping)

图中石头的凹凸效果都使用贴图生成的视觉假象。这种凹凸贴图(Bump-Mapping)可用较少的多边形数量表现高复杂度的画面,视差映射贴图(Parallax Occlusion Mapping)则是Bump-Mapping的高级方法,用原模型较少多边形数的简化模型,结合法向量、光源和观察者视角,计算出原模型高多边形数目的类似效果。

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战斗尘埃(Battle Dust)

在激烈的战斗过后,空气中仍然会弥漫着硝烟与尘埃,过一段时间后才会慢慢散去。这才是真实的战场。

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体积雾和体积云(Volumetric Fog,Volumetric Cloud)

雾和云在《Crysis》中有自己的体积,是真实的存在,而非简单的贴图。进入其中有明显的层次感,游戏中甚至有一个关卡专门用来展示该效果。

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体积云

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体积雾

爆炸效果

《Crysis》的高动态范围、粒子系统和高画质贴图创造出了惊心动魄的爆炸效果。

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即时环境贴图(Real-Time Ambient Maps)

一直以来,实时绘图在处理光源时,在意的只有直接光源(Direct Light),对于间接光源(In-direct Light),由于运算量太大,且人眼对于非直接光源的辨识度没有那么高,所以通常进行简化,例如给予整体环境同样的背景亮度值,或是利用事先产生的光贴图(Light Map)来制造出明暗的假象。Light Map有个缺点就是必须事先产生,不适合用在光源会实时改变的状况,也因此《Doom 3》(2004)舍弃了Light Map的作法,仅利用Stencil Shadow + Normal Mapping来产生画面的明暗效果,虽然所有的光影都是动态产生,但是这种作法也有缺点,就是同时间的光源数受到效能限制,且当光源没有照射到的地方,呈现出的就是一片黑。

为了解决这个问题,各大厂选择不同的作法,例如Valve提出“Radiosity Normal Mapping”这样的技术,将环境光源值依据三个基准向量各自储存至独立的Light Map,最后透过Normal Mapping还原,理论上可以处理任意数目的光源,达到环境光源的目的。而《Crysis》采用的作法则是事先计算每个图素(texel)被环境遮蔽的程度(每个点可以被“天空”看到的程度),存到环境贴图(Ambient Map)中,然后在实际绘制时则依据多边形的法向量、光源的颜色与和多边形的相对位置、以及图素的遮蔽值来还原出环境光源值,Crytek将这个做法称为实时环境贴图(Real-Time Ambient Maps),其实指的就是Ambient Occlusion(环境遮蔽)这个技术,可以看成是全局照明(Global Illumination)的一种简化作法。

DX10特效全开《Crysis》技术详解
《Doom3》的阴影全黑

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DX10特效全开《Crysis》技术详解
《Crysis》的环境贴图效果

DX10特效全开《Crysis》技术详解

DX10特效全开《Crysis》技术详解
光源即时改变效果(注意左边实物在失去光源后已然可见)

天气系统

雨天效果在很多游戏中都已经非常逼真,而《Crysis》在雪天的效果上则又有了突破。片片雪花的大小形状、下落速度都各不相同。

DX10特效全开《Crysis》技术详解
雨天

DX10特效全开《Crysis》技术详解
雪天

屏幕特效(Screen Effect)

在屏幕上制造各种特殊效果,以增加临场感。《Crysis》中此效果包括血迹、泥渍、水纹、结冰等。

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血迹

DX10特效全开《Crysis》技术详解
水纹

DX10特效全开《Crysis》技术详解
结冰

DX10 vs DX9画质

《Crysis》支持DX9和DX10,但只有在DX10下才能设置“超高”画质,也只有超高画质才能真正体现其画面效果的惊人之处。

纹理质量比较

DX10特效全开《Crysis》技术详解
超高纹理质量

DX10特效全开《Crysis》技术详解
高纹理质量

DX10特效全开《Crysis》技术详解
超高纹理质量

DX10特效全开《Crysis》技术详解
高纹理质量

与截图相比,实际游戏中超高画质的优势更为明显,更加真实。

阴影比较

DX10特效全开《Crysis》技术详解
超高阴影质量

DX10特效全开《Crysis》技术详解
高阴影质量

超高阴影品质支持柔和阴影(Soft Shadow)。

物体质量比较

DX10特效全开《Crysis》技术详解
超高物体质量

DX10特效全开《Crysis》技术详解
高物体质量

图中圈出处可体现出超高物体质量的细节进步。

水面质量

DX10特效全开《Crysis》技术详解
超高水面质量

DX10特效全开《Crysis》技术详解
高水面质量

超高质量下的水面波浪更为复杂

贴图比较

DX10特效全开《Crysis》技术详解
超高/高贴图质量

DX10特效全开《Crysis》技术详解
中/低贴图质量

实际上,《Crysis》只有两套贴图,超高和高公用一套,中低公用一套。

全部设定比较

DX10特效全开《Crysis》技术详解
全部设定超高

DX10特效全开《Crysis》技术详解
全部设定高

DX10特效全开《Crysis》技术详解
全部设定中

DX10特效全开《Crysis》技术详解
全部设定低

总结

先撇开游戏性不谈,《Crysis》的画面已经为整个游戏行业树立了一个标杆,从对《Crysis》画面的分析,我们可以一窥未来两年游戏画面技术的发展方向。

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