行業資訊—虛幻引擎
在上一期虛幻引擎的介紹裡，小編為大家介紹了虛幻5引擎強大的 Nanite 功能，讓高模能在遊戲中使用，併為遊戲開發節省了非常多的資源。今天我們就來接著說說虛幻5引擎新的強大功能 Lumen 。
動態全域性光照
Lumen的中文全名是，動態全域性光照。看到它的中文名稱，相信常玩遊戲的小夥伴就能想到，現在大家正在討論的光線追蹤技術。雖然 Lumen 和光追都是實現動態全域性光照，但是他們還是有很大不同的。
首先我們先說說動態光照和全域性光照。動態光照在遊戲中很常見，遊戲中手電筒發出的光、射擊遊戲槍口發出的火光等等都是動態光照，但是它們通常沒有全域性效果。全域性光照，比如大自然的光，不僅照亮了場景，還會產生其他的效果，比如照射在物體上的反射，在空氣中的散射，在水中的折射，在透過細小縫隙後產生的衍射等等，才形成了自然柔和豐富的光影效果。
光照效果通常需要很大的計算量，各大3D即時渲染軟體，即使是在高配置的電腦中渲染一個小房間的光照，都需要很長的時間。就和模型的處理方法相似，為了保證遊戲的流暢，開發者們通常都是在引擎中製作光源，然後進行燈光效果的烘焙，將光照的效果烘焙在固定的場景上。這個效果在遊戲《鏡之邊緣》中有非常好的體現。
遊戲《鏡之邊緣》明亮舒適的場景 光滑牆壁上有反射效果但是不能反射角色
但是光照烘焙也有一個問題，就是這個光照不能實現動態。別說在遊玩時不能動態，就連開發組每修改一次場景中的物品擺放，都要重新烘焙一次。這也意味著，可以互動的物品和角色是不參與全域性光照的，所以現階段的遊戲都是把全域性光照和動態光照混合起來使用，有些地方前期進行光照烘焙，為場景打造真實的光影，有些地方用沒那麼真實，但是可以動態的光影。對於晝夜交替的開放世界遊戲，他們靠的是一顆代表太陽或月亮的大燈，再配合各種小的輔助燈進行動態光照，來模擬出均勻的自然光，但依然不能很好的模仿出光線在空氣中散射的效果。
有了 Lumen，遊戲內的任何光源，大如太陽，還是小到桌上的檯燈、掌中的魔法，都將可以實現動態全域性光照了。所以演示中，從角色點亮手裡的魔法開始，展示了ue5的全域性光照效果：人物的臉頰因為魔法光的擺動，而出現星星點點的光斑和明暗變化、場景中的可動物體，比如可掉落的石頭，烏鴉、角色自己都能參與全域性光照。
角色手中魔法照亮場景同時，擺動在人物臉上體現出動態效果
一群驚飛的蝙蝠在太陽光下的光影變化
Lumen還能配合Nanite實現在高模下細微的陰影。
新功能帶來的新玩法
Lumen 可以讓玩家看到全景光影的同時，所有的光都可以有動態加持。這意味著，不光是手電筒、槍火這些光能影響玩法，遊戲中的所有光影都有可能帶來玩法的變化。
遊戲《心靈殺手》手電筒對敵人的效果 圖源：bilibili_遊聚怪
心靈殺手，遊戲的核心玩法是利用光進行互動：手電筒的光可以驅趕敵人、燈光也可以恢復角色的狀態。在遊戲開發角度來看，真正起作用的是一些和手電筒、路燈發出的光重合的可以觸發遊戲程式的看不見的透明區域，敵人在這個區域中會受到傷害、玩家跑進這個區域中觸發安全狀態，光線負責讓玩家能夠看見、區域負責觸發遊戲的功能。
但是這有一個麻煩，製作組不能給所有的光都加上判定區域，這不僅工作量很大，而且很多光的變化是無法預估的，製作組只能讓有限的光有功能。太陽光能夠殺死吸血鬼，這個在遊戲中很容易做到，但是太陽光反射玩家舉起的鏡子照到吸血鬼呢？如果陽光穿過玩家打出的彈孔來照到吸血鬼身上呢？如果太陽光被突然飛過的東西擋住呢？這些非設計好的光線變化，製作組很難預判，他們只能讓有限的光有功能，而虛幻5的 Lumen 演示中特別強調了他們的全域性光線是可以附帶判定功能的，這表示未來遊戲裡的所有全域性光線，都將成為觸發器，而不是製作組一個個新增碰撞箱。
在未來，手電筒照射鏡子反射的光束一樣能傷害敵人，潛行遊戲裡玩家身上的金屬反射也會暴露你的行蹤甚至敵人看到鏡子裡玩家的身影，也會做出反應。這就是光追和 Lumen 的最大不同。光追雖然也能做出鏡子裡的反射、但是這個反射不能作為觸發器觸發敵人的行動。就算以後所有的顯示卡都有光追功能，所有遊戲都強制開啟光追，但是不同效能的顯示卡光追的計算量和結果還是不同，不同電腦不同效果，是不能作為功能觸發器的，只能停留在表現力上。光追更多的是以畫面表現為目標，效果還是要比 Lumen 更加豐富。未來的遊戲應當是 Lumen 這種功能上的動態全域性光照，和硬體的光線追蹤一起配合，為我們的畫面和遊戲玩法上都帶來升級。
對於開發者來說，Lumen 可以節省烘焙燈光的大量時間，製作組可以隨意改變場景物品擺放，嘗試多種燈光效果，實現快速迭代；開發者不用花時間去打很多小燈去模擬全域性光照效果，輔助燈的數量大大減少，也有助於提高執行效率；不用特意製作場景輪廓，製作組可以主動改變場景的形變，讓燈光發生多邊形上的變化，而不是製作燈光的動畫，這些也將成為新玩法的基礎。時至今日，晝夜變化的遊戲需要特別製作光照系統，而未來 Lumen 能將晝夜變化成為基礎標配。
雖然，UE5的新功能還都在測試階段，還沒有定論說Nanite是真的讓場景面數沒有限制，Lumen的效果真的想演示中的那樣強大，但未來的遊戲一定大不一樣，更真實、更有遊戲性甚至能超越人們的想象。小編不由得想象，在戰鬥中我們可以透過鏡子的反射光線攻擊懼怕陽光的敵人、像孫悟空的72變那樣變成蒼蠅到敵人營地中偵查敵情、站在美麗的女角色面前心裡小鹿亂撞等等，並會有越來越多有想法有能力的遊戲製作人解放了遊戲開發高昂的資金限制，為我們帶來不一樣的遊戲世界，橫掃現在市場上壟斷的大廠。
