虚幻引擎

虚幻引擎——这是一个非常有名的游戏开发引擎,他是美国著名的“epic games”公司开发的。


在今年五月份的时候做了最新一代虚幻引擎的发布会,也就是第五代的虚幻引擎,游戏开发引擎,这是游戏开发的核心,我们平时玩的很多游戏里,像射击类的游戏,这也是这么打,那也是这么打,是因为他们用同样的开发引擎开发的,而现在这个虚幻引擎不仅开发了很多很厉害的游戏,他还能用来制作动画,制作电影,还能制作一些虚拟的程序,比如:NASA的飞行员,那个虚拟模拟程序都是用它来做的,还有迪士尼拍了很多动漫,也是都是用来做的,因为这个游戏引擎被广泛利用,所以,在2014年吉尼斯世界纪录,把它认证为:这个世界上最成功的游戏开发引擎。


这次最新的虚幻引擎一两大技术革新,一个叫“纳米石”技术,还有一个叫“流明”光学技术。“纳米石”用来处理虚拟世界里物体的细节的,这个系统就可以让开发者创造无限接近现实的虚拟环境,以前游戏里面的场景,比如:房子、人物,花鸟鱼虫,由于不够细致,所以,看上去特别的假,而我们现实的东西特别的复杂,比如:一片叶子上面有很多波浪,有些弯曲,还有纹路,那么,这次第五代虚幻引擎就可以让游戏开发者把这些东西都做到极致的细致,让我们的肉眼无法区分,这是虚拟世界里的物品,还是现实世界的物品,而“流明”光学技术,是一个全局的动态光线处理系统,它能够时刻处理游戏中的所有光线的变化,以前的游戏里,要么就没有光学系统,要么有的无法处理反射和折射,所以,以前的游戏里的画面,看上去都是一样亮,比如:“我的世界”这个游戏,好像到处都是阴天,这样我们一看就知道是假的,而现实世界不是这样,特别是游戏画面里的水,向来都是很假的,因为水其实是有很多波浪和波纹,这些东西都没有办法模拟,要是模拟的话,机器就会跑不动,而现在第五代的虚幻引擎就能完美的解决这个问题,他它利用纳米蚀技术,将一些液态或者一些灰尘完全模拟出来,经过光线照射,灰尘上面所有的动态,应该怎么反射光都能设计出来,然后,你会发现,跟现实的灰尘、水滴都一模一样。


“流明”光学系统还能让虚拟现实里的光源移动,以前游戏里面的光源是不能移动的,移动的话,所有的光线反射又要重新计算,而这次的“流明”光学技术就能看到那个太阳一点点的在动,然后,一束光线照在山洞里,山洞里面的光线也跟着动,像这种光线照在山洞里,照到那些石头墙壁上之后,光线是会反射到山洞内部的,所以,内部里面不是完全黑的,以前要想做这么一个动画的话,就需要提前把它都渲染好了,一张图,一张图都画出来之后,形成一个录像放给你看,所以,我们玩游戏的时候,每玩到一个场景,每次都是一样,但现在不一样了,现在是活的,每一次你走到哪里,你站的位置稍微有点不一样,你看到场景就完全不一样,都是根据你所的位置,还有当时太阳所在的位置,形成光线的反射,它该如何折射,然后,照射到你的眼睛里,完全跟现实世界是一样的。


其实,以前游戏里面也有这种光线追踪技术,叫“光追”,但是,由于它需要大量的计算,而且需要单独硬件专门计算它,所以,想玩这种游戏,你就需要非常好的显卡。

说到光线对于真实感的影响,就得聊一下我们的眼睛,其实,我们的眼睛对于光线调节能力是非常强大的,目前,任何相机都做不到这一点。


比如:我们给一个逆光的人拍照的时候,照出来的相片,这个人的脸就是黑的,然后,后面场景特别的亮,但是,我们人眼直接看到并不是这样的,我们能够看到逆光人的样子,也能看到后面很亮的场景里面的一些细节,因为我们的眼睛能够时刻的调节这些光线的强度,但问题就来了,真实的世界究竟是怎样的?是那个黑黑的脸呢?还是应该是我们看到这个样子?其实,真实世界是黑黑的脸才对,也就是说,相机拍出来的是真实的,尤其是胶卷相机拍出来的是完全真实的,而我们眼睛看到的是我们大脑和眼睛共同协作调整过的,并不是一个真实的世界,这个亮度由什么决定的呢?自由光线和能量所决定的能量越强,这个光就越亮,能量越少,光就越暗。


比如:我们站在屋子里看到窗外,感觉屋子里和窗外差不多亮,事实上,如果窗外是正常亮不的话,屋子里就是漆黑一片,但是我们不怎么觉得,因为我们能看到屋子里很多细节,这就是眼睛超强大的调节能力,我们认为日光灯和外面的亮度差不多,但其实差很多,这也就是为什么太阳能的电池在日光灯下不能正常使用,只能在外面太阳光下用的原因。


再比如:你在纸上画一个太阳,但你不能画出一个光芒万丈的太阳,因为你就算使用最亮的染料,它也不可能发出能量来,没有能量,它就不会刺眼,所以,画和照片都不能够体现出这个东西的能量,但是镜子可以,因为镜子反射的确实是现实的光线,我们认识现实世界也是通过物体反射光线到眼睛里面看到的,我们看到镜子里的世界也是物体反射光线到镜子里,再从镜子里反射到我们眼睛里,事实上没有任何区别,换句话说,镜子里的世界也是真实的,而这个最新的虚幻引擎,它就能够完全模拟出来光线的能量,让你真实感觉到刺眼。


这两个技术革新里面都有一个关键词,那就是“实时”,所有的画面都是游戏玩家随着他的运动,他该看到的世界就在那一秒钟生成的,这有点像“量子力学”里面,我们的意识所看到的世界认知的世界的坍缩的感觉,游戏里的人物,他看到的世界就在那一秒坍缩形成了一个现实,所以,游戏玩家每一次进入到游戏里,只要走的路线稍微有点不同,看到世界就完全不一样,这和我们现实世界是完全一样的,我们现实世界每一分每一秒都是不一样的,其实,这一点就是电影和游戏最大的区别,电影都是提前录好的,放给你看而已,所以,它就能够提前把每一个画面都做到很精致,以后大家玩游戏就像跟看电影一样,换句话说,你就可以进到电影的世界里玩游戏,所以,有了虚幻五之后,游戏和电影的区别就越来越小了。

除了上面提到的之外,这个引擎里还有一个叫“chaos”的物理引擎,这个物理引擎就能够让虚拟世界的所有环境,里面适用物理定律,比如:虚拟世界里的叶子也会自由落下,我们的每一丝头发、衣服也会随风而动,这就是一个完全的和我们现实一样的世界,而且,里面的东西不是看上去像而已,它是真的有质量感,里面有摩擦力,离心力等等。


游戏场景草地上每一根草都会长,因为它长一点点光线照射也会不一样,随风而动光线反射也会不一样,而且,可以设置人物的年龄熵增或者熵减,随着玩家玩的时间越来越长,人的年龄也会增长或者让自己年龄越来越年轻,所以,像现在游戏里,很多不自然的情况,就不会存在了。


还有一个非常核心的部分就是AI,这次的虚幻五引入了AI技术,用来模拟生物的一些动作和它们的生活习性。


比如:游戏里面的动物和人,虚幻五就把AI加到这些东西身上之后,它们就表现出人或动物应该表现出来的一些特点,当游戏的人物靠近动物时,动物就会逃跑,而且狗跑起来像狗,猫跑起来像猫,有些社会性动物,它们也会跟着自己的领头那个动物跑,然后,它了也会找东西吃,这都是完全模拟现实的,就像真的活的一样,但是除了你之外,其他的都是假的,当然你也是假的。


还有,这个虚幻五引擎里面还有一个叫“积卷混响”的音响系统,这个音响系统所有的声音也是现场生成的,不是提前录入好的,完全的360度立体声。


综上所述,这第五代的虚幻引擎就是实现了一件事情,那就是“创造现实”,它可以完全创造一个真实的世界,而让你无法察觉,至少现在是从视觉和听觉上让你无法察觉,将来,还会有味觉、嗅觉和触觉上也让你无法察觉。

人的视觉到什么程度,我们才不能分清现实?


其实,虚幻五就是让人进入梦境的一个开始,我们现在看电视,觉得4k就已经足够了,目前认为要想骗过眼睛,这个画面的质量,至少要达到8k,60帧,据说,经过实验在这种分辨率下,人类就产生“沉浸感”,会产生错觉,仿佛我们好像进入了一个现实世界,但是,现在视觉也有一个难点,我们可以把环境做得非常真实,但有一样东西怎么做都不真实,那就是人


人对于人的面孔是极为敏感的,只要有一点点的不自然,人就会感到特别的恐惧,这皮肤的质感,其实是可以做出来的,但是表情很难做出来,尤其是一些微表情,最难做的是“眼神”,眼神传达的出来的信息是很难做出来的,如果这种眼神、微表情始终都做不好,就会引发一个现象,叫做“恐怖谷”现象。


“恐怖谷”这个词,最早是在1906年时,由德国的心理学家“恩斯特”提出来的,后来被“弗洛伊德”引用到他的书里,又在1970年时,日本的机器人科学家,叫“森政弘”,正式引入了机器人领域。


“恐怖谷”现象,就是说:人类对于长得像人或者动作像人的东西,是有好感的,比如:一条小狗站起来,摆摆手,你会觉得很可爱,这种好感同样会出现在机器人身上,或者是电脑生成的一些虚幻角色身上,随着这些东西和人的相似度越来越高,人对他的好感会越多,但这个相似度达到一定程度之后,人会突然感到极端的恐惧,这种情感的反转出现,是非常突然的,到现在也不知道达到什么点才会形成这种情感反转,或许,大概要达到90%几以上,到了那个点之后,你就会觉得这个东西干什么?你都觉得特别的别扭,其实,已经达到90%以上,已经非常像人了,但是,就那几点不像人的地方,会令人感觉特别的刺眼,但如果这些不像人的地方被修正了,相似度进一步提高,达到了99.9%,人对于这些东西的情感又会转正面,人会爱上这些东西,虽然知道这些东西不是人,这个情感的反转又被反转回来,这就叫做恐怖谷。


恐怖谷这个问题以前不是什么大问题,因为没有特别像人的东西,但在近些年,尤其随着一些机器人产业的发展,做出了很多像人的机器人之后,人们就觉得好恐怖。


最近一次引发大范围恐怖谷现象的有两部很有名的电影,叫做《艾丽塔·战门天使》和《双子杀手》,对于恐怖谷现象研究最深的就是“迪士尼”,因为迪士尼里面,有太多像人,但不是人的东西,他需要研究每一个角色,像人像到什么程度,不会引发恐怖谷,现象,不然,一旦引发了恐怖谷,小孩就不愿意看了,所以,他那些东西看上去都是不太像人,这种不真实让人会联想到什么呢?僵尸和尸体,所以就会害怕。


因此,要创造一个真正的能够骗过人的虚幻环境,环境的真实度不是最重要的,人的真实度才是最重要的,什么时候能够创造出完美的虚拟人,真正的虚拟环境就可以实现了,但是,如果真正的虚拟环境,完全的让人无法分辨,人可以被骗入虚拟环境中,也会产生其他的问题,也就是说,人无法分辨虚拟和现实人,会爱上虚拟的人物,即使知道他可能不是真实的,所以,能不能够允许这种完美的虚拟现实产生,可能以后会是一个法律问题,就像现在的克隆技术一样,从技术角度本身没有什么问题,但是,它会引发伦理问题和道德问题,甚至是人类的一个命运的问题。

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