從“小諍”漫步火星説開去，探討遊戲引擎助力實體經濟發展_風聞

脱胎於遊戲，不止於遊戲

1976年7月20日，火星探測器“維京1號”着陸器正式着陸火星。它是人類首顆成功着陸火星的衞星，開闢了人類探索外太空的新紀元。人類第一張火星地表影像由它按下快門。從球形山、大黃雲到“人面石”金字塔，人類對火星逐步加深印象。時間條忽而逝。45年間，人類無數次地想過拜訪火星，試圖撥雲開霧來次親密地接觸。藉助計算機圖形、雲計算、芯片等技術，11月7日，在數字航天員小諍帶領下，我們得以欣賞火星上的隕石坑奇觀、水手峽谷，站上太陽系最高山脈—奧林匹斯山。蜉蝣天地，浩瀚星空莫不是如此。

“大型、超寫實、高沉浸“的火星場景

“大家好，我是小諍，新華社數字記者、全球首位數字航天員。這裏是新華社火星分社。今天，我們將開啓一次火星之旅、也是一次未來之旅。”

推開艙門漫步火星前，小諍在火星測試站對地球人發起旅行邀約。 作為超寫實數字人，她擁有5000種不同微表情，將近10萬根髮絲，40根骨骼驅動的手指。難怪有網友看完視頻後會調侃：“完了，我成替身了。”這從側面證明了小諍的高逼真度。 11月7號當天，她跟“祝融號”探測器沿着天問一號降落地烏托邦平原，展開星際冒險旅行。

她們在直徑3200公里的烏托邦平原漫步，途徑阿拉伯台地，邊走邊欣賞隕石坑奇觀，來到水手峽谷。後者全長4500公里，相當於從瀋陽到曾母暗沙的距離。 一路上，天空偶爾被隕石劃破，呼嘯聲震碎了片刻的寧靜。地面上也會颳起龍捲風，讓小諍的冒險旅程更為真實刺激。 基於火星真實的地理環境，新華社媒體融合生產技術與系統國家重點實驗室和騰訊互娛NExT Studios精心策劃了本次冒險攻略。 客觀來講，跟前幾期空間站播報場景相比，本次的火星探秘場景無疑要複雜得多。 據悉，這是NExT Studios首次使用UE5 實時出片，主要探索的是大場景、海量高解析度模型在 UE5 中的極限表現。 角色資產製作流程上，NExT依靠自研 xFaceBuilder®（人臉製作管線） 和 xMoCap®（基於光學動捕的動畫生產管線）兩套管線。 場景製作上，引入了 Houdini 過程化資產生成（PCG）能力。這些大大加速了場景資產的生產效率。 筆者瞭解到，整套場景和角色資產前前後後耗時不到3個月。由於大量資產可複用，未來可複用至實時互動場景。 “這次火星之旅，是在多場景數字人資產運用取得了一定積累後，面向大規模可交互數字場景開展地關鍵嘗試。”接受媒體採訪時，NExT Studios 新技術研發中心副總監葛誠説。“你可以説它面向全真互聯網的超級數字場景雛形。”

技術是基石，也是動力

技術是踐行超級數字場景的基石。 聚焦至本期小諍火星漫步探險，充分利用了遊戲引擎虛幻5兩大最新技術：Nanite（虛擬幾何體系統）、Lumen（動態全局光照）。 展開來講，Nanite可實現無限制地直接導入高精度模型，無需額外處理。這意味着由數以億計多邊形組成的場景可靈活應用在虛擬引擎中。 當小諍踏上烏托邦平原時，她腳下任何一塊石頭都擁有十萬多個多邊形。整座平原擁有超過數十億乃至百億個多邊形。 不止大家有沒有發現，太陽移動時，小諍跟祝融號陰影會隨着直射角度實時變化。這主要得益於虛幻5 Lumen技術。它能夠對場景和光照變化做出實時反應，無需專門的光線追蹤硬件。 開發者再不需要編輯光照貼圖、等候光照預烘焙、設置反射捕捉……所見即所得，你在引擎裏看到的，就是最終的光影效果。 UE5裏火星上的一切，極度貼合物理世界規律。

虛幻5 PS5實機演示

水滴石穿非一日之功。虛幻5能成功推出Nanite、Lumen兩大技術，離不開30年來，數千工程師打磨幾十款產品積澱下來的經驗。 上述兩大技術確實是軟件算法層面的集大成者。換個視角來觀察，會發現在硬件層面實現實時光線追蹤功能要早得多。 變革首先發生桌面芯片上。2008年英偉達發佈RTX GPU、微軟推出DXR API，從硬件層面真正實現了實時光線追蹤功能。 該功能升級至移動芯片前後耗時接近13年。從軟件算法到硬件芯片，雙方實現光線追蹤功能路徑不一。共同點在於，核心訴求都是為極致還原物理世界，提升玩家遊戲體驗。

如今，實時光線追蹤功能正在成為開發者的一項常規武器。

不止於遊戲，數字經濟的卡脖子技術

倘若回溯虛幻引擎進化史，不難發現迭代路線一直圍繞極致還原物理世界，可視化提升易用性，降低開發門檻上。 以虛幻4舉例，核心代碼從腳本語言UnrealScript改成了C++，同時還為編程小白提供了更容易上手和學習以及高效率的Blueprint藍圖系統。 鑑於上述強大的性能，虛幻引擎吸引了越來越多跨圈開發者，如影視從業者、汽車甚至港口機場首席信息官。疊加新特性的虛幻5無疑加速了這一跨界應用趨勢。

《西部世界》 

**以影視行業舉例，利用虛幻引擎的虛擬製片早已大行其道。**在第三季《西部世界》中，西班牙巴倫西亞標誌性的綜合建築體—藝術科學城成為了Delos財團的總部。 室外鏡頭採取實地拍攝，可《西部世界》創意團隊設想的室內鏡頭—從Charlotte Hale辦公室窗口能看到外面精美的綜合建築，卻要受到攝影棚場地限制。 鑑於此，Epic Games、Fuse Technical Group跟西班牙視覺特效工作室強強聯手，幫助HBO在洛杉磯一個攝影棚裏寬50英尺、高22英尺的LED幕牆上創造了所需的環境。 通過使用LED幕牆和虛幻引擎實現實時攝像機內視覺效果，《西部世界》團隊得以拍攝到與實景一致的透過玻璃照進來的環境光，以及室內光滑傢俱上的準確反光。 需要指出的是，當攝像機在場景中移動時，它們全都呈現出正確的視差。這大幅節省了外場實景拍攝成本，且能實時替換迭代場景。 如今眾多影視劇已經採取虛擬製片模式，如《權力的遊戲》《曼洛達人》等。 無獨有偶，汽車廠商寶馬集團亦在使用虛擬製片公佈下一代車輛。 今年年初，寶馬使用虛幻引擎創作了全新寶馬iX的公佈影片和展示。此外，還深度展現MINI Vision Urbanaut設計的AR視覺效果。 以遊戲引擎為基石的虛擬製片僅是一次小嚐試。在汽車領域，遊戲引擎還深入自動駕駛仿真測試領域。 通過開發圖形界面的情景編輯器，大幅簡化了功能測試、驗證的流程。開發者可經由界面建立、可視化上千種模擬情景，如通行車輛的數量、類型、行人、交通信號、車行道分界線等。 藉助這種仿真測試可提高汽車自動駕駛功能的成熟度和完成度。 某種程度上，自動駕駛仿真測試場景正式是數字孿生技術的典型應用之一。類似的場景還有機場、高鐵、水電站等等。

 煥然一新的媽彎港

像深圳媽灣港從傳統碼頭華麗變身為智慧港。通過利用數字孿生技術，對媽灣港10萬餘個集裝箱進行了超大規模箱體動態生成與同步，為保障港口吞吐效率提供模擬模仿基礎。 總體而言，以遊戲引擎為核心的數字孿生技術能在拍攝、建造、施工、運維等方面降本增效。 某種程度上，它正成為傳統基建與新基建的關鍵紐帶。 政策層面早有苗頭。2020 年 11 月，工信部牽頭編寫了《2020 年數字孿生應用白皮書》；“十四五”規劃中強調，推動數字經濟和實體經濟深度結合。 三天前，也就是11月12日，國家主席習近平在北京以視頻方式出席亞太經合組織第二十八次領導人非正式會議。習近平指出，要加強數字基礎設施建設，加快數字轉型，努力彌合“數字鴻溝”，推動數字經濟全面發展。 結合我國數字化轉型大趨勢，筆者認為遊戲引擎的重要性不亞於國產芯片，它是數字化轉型的關鍵卡脖子技術。不難發現，服務於遊戲的關鍵技術，正跳脱出原有範疇，助力實體經濟發展。