DX10特效全开《Crysis》技术详解

互联网 | 编辑: 刘龙涛 2007-12-25 00:30:00转载 返回原文

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 8800G

今年最受关注的PC游戏-Crysis

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。

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。

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。

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。

景深光影特效

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。

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。

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。

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。


海面

小溪

瀑布

环境人体特效

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。

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。

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。


人的皮肤不再像一块塑胶

树叶的边缘会有一部分透明

墙壁也有此效果

超高水准的映射贴图与战场效果

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。

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。

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。


体积云

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。

即时光影环境贴图

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。


《Doom3》的阴影全黑

《Crysis》的环境贴图效果

光源即时改变效果(注意左边实物在失去光源后已然可见)

气候与临场效果

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。


雨天

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。


血迹

水纹

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


超高纹理质量

高纹理质量

超高纹理质量

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


超高阴影质量

高阴影质量

超高阴影品质支持柔和阴影(Soft Shadow)。

中高贴图质量对比

物体质量比较


超高物体质量

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


超高水面质量

高水面质量

超高质量下的水面波浪更为复杂

贴图比较


超高/高贴图质量

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。

所有效果设定对比

全部设定比较


全部设定超高

全部设定高

全部设定中

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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