來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

一拖再拖的賽博朋克2077還沒(méi)發(fā)售，就多次沖上了熱搜，愛(ài)玩游戲的小伙伴們紛紛表示要剁手，而小編卻只能摸著癟癟的錢包，暗自興嘆。

但是該白嫖還是得白嫖，看別人打游戲什么的還是最舒服了。
?

來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

說(shuō)到賽博朋克風(fēng)格，這個(gè)游戲，算是一劑賽博朋克的猛藥，可以讓你一次性賽博朋克個(gè)夠。黑夜里迷幻的霓虹燈燈管與信息技術(shù)爆炸的科技時(shí)代、鱗次櫛比的高樓大廈與泥濘錯(cuò)亂的街道、繁華的都市和角落里難以喘息的貧民窟產(chǎn)生奇妙的化學(xué)反應(yīng)。
?

來(lái)源：賽博朋克2077

在迷幻眩暈的霓虹燈街區(qū)，未來(lái)科技充斥在斑駁的光影中。要是不開(kāi)啟光線追蹤（Ray tracing），這款游戲的體驗(yàn)會(huì)大打折扣。不管高配玩家還是低配玩家，打開(kāi)游戲、都會(huì)暗戳戳想嘗試一番，顯卡沒(méi)到要求，游戲界面就掉幀嚴(yán)重，即便如此玩家們都前赴后繼地給自己的配置找點(diǎn)X數(shù)。

01??賽博朋克：霓虹燈科幻

上個(gè)世紀(jì)六七十年代，賽博朋克帶著對(duì)飛速發(fā)展的科技的反思，出現(xiàn)在了科幻文學(xué)作品中。“Cyberpunk”結(jié)合了“Cyber”（電腦的，網(wǎng)絡(luò)的）和“punk”（朋克，代表反叛、不滿與自由），被翻譯成“賽博朋克”。這個(gè)詞一半是控制，一半是反控制，本身就是一個(gè)矛盾且沖突的存在。

賽博朋克核心議題是“High Tech Low Life”。“High Tech”融合了目前人類社會(huì)幾乎所有的對(duì)前沿科技的幻想，所以在這款游戲中你可以看到生物安裝機(jī)械義體，從而達(dá)到機(jī)械飛升，此外還有生物克隆和人工智能等。不過(guò)這些技術(shù)，正在逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)啦！“Low Life”則代表了與“High Tech”形成鮮明對(duì)比的人的“落后”。
?

《The Future is Now》插畫

賽博朋克藝術(shù)中，幾乎不使用自然光源。在這種情況下代表商業(yè)中最陳舊和原始的宣傳方案的霓虹燈，成為了賽博朋克視覺(jué)藝術(shù)中的重要表現(xiàn)符號(hào)。之前我們也講過(guò)霓虹燈的發(fā)光原理，感興趣的大家可以點(diǎn)擊鏈接查看。這種散點(diǎn)式的、不穩(wěn)定的、局部的照明方法，搭配上高飽和度的燈光（橙色、紅色、藍(lán)色、綠色、紫色），是小編對(duì)賽博朋克藝術(shù)和文化最直觀的印象。

這么強(qiáng)調(diào)光影的賽博朋克，自然在游戲制作中，在光影處理中肯定是要High Tech啦~

02 圖形渲染中的Low Tech

渲染技術(shù)里與光線追蹤對(duì)應(yīng)的的Low Tech就是指光柵化渲染，這是一種用二維的方法，通過(guò)對(duì)像素進(jìn)行的顏色變化，模擬出陰影等立體效果的技術(shù)。可以想象成每一個(gè)場(chǎng)景都是在拍一個(gè)照片，將看到的顏色反映在照片的像素點(diǎn)上。這就和實(shí)驗(yàn)室里常見(jiàn)的電子顯微鏡逐點(diǎn)成像類似。

如果我們看到的是一個(gè)小球，這個(gè)小球整體的顏色雖然是黃色。但是在背向光源的一側(cè)，會(huì)產(chǎn)生陰影，拍照時(shí)這個(gè)部位的像素就會(huì)被渲染成灰色，讓我們看起來(lái)仿佛看到了一個(gè)立體的小球。
?

來(lái)源：wekipedia

然而對(duì)于一個(gè)具有釉面反射的物體，想要模擬出最真實(shí)的光影效果，在光柵化渲染中，可能就需要用很復(fù)雜的算法，而且通常這些算法都不是最真實(shí)的只是為了模擬而模擬，根本不能渲染出接近真實(shí)世界的效果，特別是在光的反射里。額，當(dāng)然也可以很簡(jiǎn)單。
?

來(lái)源：@超果果mc

而且在鏡面反射中，最常用的做法就是在鏡子的對(duì)面再建一個(gè)相同場(chǎng)景的模型，這對(duì)于游戲來(lái)說(shuō)是非常高的成本。要是場(chǎng)景中有什么碎玻璃，多個(gè)鏡子的場(chǎng)景，建模根本建不過(guò)來(lái)。（倒吊人直呼內(nèi)行）
?

來(lái)源：JOJO的奇妙冒險(xiǎn)

這種渲染是全局的，也是“一勞永逸”的，但是這一勞可能就是好幾年，前期工作量非常大，渲染過(guò)程中需要不斷地優(yōu)化各種視角的視覺(jué)效果。QQ賣號(hào)游戲過(guò)程中需要首先計(jì)算出整個(gè)場(chǎng)景中光影效果，之后再讀取該視角下的圖像即可。你可以想象高中考試的時(shí)候，老師出了一道選擇題（要某個(gè)視角下拍的照片），飛速計(jì)算了一頁(yè)草稿紙（全局運(yùn)算），然后就為了選個(gè)C（照片）。

03 光線追蹤技術(shù)：賽博朋克2077的High Tech

而光線追蹤技術(shù)，便開(kāi)始接近真實(shí)的物理世界。與光柵渲染相比，這更是一種一勞永逸的方法，只需要建立合適的模型（這包含法向位置等，表面材質(zhì)相關(guān)的參數(shù)等），計(jì)算機(jī)在想要拍照片的時(shí)候不再是被動(dòng)的接收光，而是向物體發(fā)射若干條光線。這些光線會(huì)在視野內(nèi)的物體上進(jìn)行反射，散射，折射，直到到達(dá)光源或者反射到規(guī)定次數(shù)。
?

來(lái)源：nvidia.cn

在這過(guò)程中就能反映出其他物體或者光線對(duì)物體表面顏色的影響了。這些光線彼此不知道對(duì)方，但卻知道整個(gè)場(chǎng)景的信息。
?

1980年Turner Whitted發(fā)表了論文提出了最經(jīng)典的光線追蹤渲染方法。可以看到，眼睛射出的光線，經(jīng)過(guò)了兩次折射一共獲得了模型中三個(gè)點(diǎn)的光影信息，或許它還可以獲取更多，但實(shí)際上這已經(jīng)比光柵渲染真實(shí)很多了。這可不是什么時(shí)間反演，其實(shí)主要是基于物理學(xué)中，光路可逆的規(guī)律，與其計(jì)算全局的光路圖，不如只計(jì)算我所希望看到的那一部分像素顏色。
?

來(lái)源：nvidia.cn

再拿高中考試舉例子，這就好比一個(gè)不講學(xué)德的小伙子，看到這一道選擇題，覺(jué)得好麻煩，不想算，直接進(jìn)行反向騷操作，將選項(xiàng)里的幾個(gè)答案都帶進(jìn)原題中，反著推導(dǎo)一波，發(fā)現(xiàn)只有C能夠能夠自恰，那好就選C了。又或者根據(jù)黃金分割比要算什么人像雕塑上身體長(zhǎng)度，直接上尺子量不香嗎？……
?

為了更能夠接近真實(shí)的物理世界，尤其是釉面反射。1984年的Cook提出隨機(jī)理論，也就是分散式光線追蹤（Distribution Ray Tracing）。釉面物體上的反射光強(qiáng)和方向?qū)⒈环稚⒊啥鄺l光線，那么該點(diǎn)的顏色也會(huì)受到多個(gè)方向的物體影響。如圖，像素采集點(diǎn)反射后有三條光線，只有三分之二可以到達(dá)該場(chǎng)景的光源，所以該點(diǎn)的亮度會(huì)比完全暴露在光源下的部分暗三分之一左右，雖然不夠精確，但這同樣也是比較符合實(shí)際物理世界規(guī)律的。
?

來(lái)源：nvidia.cn

通過(guò)這樣的辦法能夠模擬出柔和的光影、釉面的反射，能夠讓光線看起來(lái)更柔和且更真實(shí)。如果你有印象應(yīng)該在生活中遇到過(guò)影子相吸的現(xiàn)象，原理同上，游戲小編沒(méi)玩，但是如果渲染的好，游戲里想必也是有這個(gè)現(xiàn)象的，期待細(xì)心的讀者過(guò)來(lái)打臉（伸臉）。
?

?

來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

圖形渲染的目標(biāo)和物理世界殊途同歸——簡(jiǎn)化，統(tǒng)一所有的理論便是又一次的本質(zhì)飛躍。1986年提出的Kajiya式漫反射理論，可以稱之為渲染方程。

04 渲染方程：接近物理世界的處理方法
?

來(lái)源：nvidia.cn

在真實(shí)生活中，光線是從四面八方發(fā)射過(guò)來(lái)的，每一點(diǎn)的顏色是多個(gè)路徑光色彩的疊加，那好，我們就不再只向一個(gè)點(diǎn)射出一個(gè)光線了，我們多射出一些光線。將收集到的信息在一個(gè)像素點(diǎn)內(nèi)疊加，甚至還可以有一些位置上的偏移。這樣得到的畫質(zhì)能夠消除鋸齒，使得邊緣更加柔和。

用公式化的語(yǔ)言可以直接表述為以下的式子：（
?

渲染方程

也就是說(shuō)，我們眼睛在一個(gè)模型上所看到的顏色，受到四個(gè)方面的影響，分別是模型自身發(fā)光、模型受到光照的情況、模型的材質(zhì)（即反射能力）和模型的朝向。可以看到和模型與接收光作用的這一項(xiàng)包括了后三者，并將這三者的影響進(jìn)行球面上的積分，從而綜合得到了整個(gè)空間的光線對(duì)這個(gè)模型顏色的影響。這就是我們今天提到的光線追蹤的核心了。
?

賽博朋克2077 來(lái)源：nvidia.cn

光線追蹤在游戲中出現(xiàn)也是近十年的事情，在過(guò)去光線追蹤經(jīng)常用于不計(jì)成本的影視作品中，來(lái)得到良好的視覺(jué)效果。但是要知道，光在空間中的傳遞是很復(fù)雜的，這涉及到電動(dòng)力學(xué)的內(nèi)容。而且光的奇特現(xiàn)象還不止于此，像干涉，衍射，究竟能夠不能在其中體現(xiàn)出來(lái)，那可能就是更上一層樓的突破了。
?

來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

技術(shù)的演變總是這樣，為了抽象出本質(zhì)選擇了簡(jiǎn)化的物理模型，為了更好的體驗(yàn)卻又不斷地優(yōu)化模型以逼近最本質(zhì)的物理世界。

但是游戲的虛擬體驗(yàn)，帶給人類的幻想?yún)s是無(wú)止境的。我們，還有路要走。

參考文獻(xiàn)：
[1] 季昕如,鄭泓.賽博朋克藝術(shù)的視覺(jué)美學(xué)探討[J].藝術(shù)研究,2020(05):14-15.
[2] 朱江持.設(shè)計(jì)符號(hào)學(xué)視角下的賽博朋克視覺(jué)元素探究[J].設(shè)計(jì),2020,33(11):52-54.

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的没有这项技术，《赛博朋克2077》就算残废？的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。