為什麼現在很多遊戲有非常精緻的畫面,卻仍然有一種不真實感?
以下四張均來自著名的《GT》遊戲系列,前兩張背景為遊戲內自帶的真實日本街頭照片,畫面已經很好了,為什麼還是會有一種不真實感?這種感覺從何而來呢?
先說說普遍來講遊戲中不真實感的主要來源吧,這裡只討論追求畫面真實感的遊戲,不走這條路線的不在討論範圍內。
隨手搜了一張看似平淡無奇的照片。地板上包含物體細節的反射影像,有色玻璃留下的藍色投影,被全局光照照亮的角落,遠距離更加軟化的陰影邊緣等等。
遊戲要模擬這些都是巨大的開銷。
在遊戲里,光的色散也是經常被忽視的,更別說要模擬材料殘留應力導致的雙折射現象這種東西了。。
其實電影業已經用上了路徑追蹤演算法,對光子的路徑進行雙向採樣。只要預算夠,滿足真實感需求沒啥問題。
但電影能承受幾小時渲染一幀,遊戲里超過0.02秒玩家就要罵娘了,所以只能向性能妥協,用一些奇技淫巧在低消耗的前提下實現一部分逼真的光學效果。所以遊戲里環境光用SSAO近似,動態模糊和景深用採樣模擬,反射用cubemap,焦散用貼圖或者壓根沒有。
也就是說,一般而言遊戲的畫面因為性能局限,還沒法「更加精緻」一些。而人的視覺識別能力又足夠意識到其中的區別,導致了一些場景下的不真實感。
------
再說說題主給的前幾張圖,其實不真實感主要來自於畫面中的「車」。
畢竟這些圖裡街景部分已經夠真實了(就是實際街景),而車子單獨拿出來看,是不是有一種「很假」的感覺?尤其是前燈的顏色和bloom(白天車燈還能這麼亮?),光看這部分的話基本上告別真實感了。還有輪胎,你還看得見嗎?
這個原因具體就見仁見智了。可能來自於超前的外觀設計,可能來自於歸於精心設計的構圖和光照(現實中的攝影作品也有一些「不真實感」),可能來自於過分無損的表面(現實中新車甚至也有「不真實感」)等等。
事實上用實際街景配電腦模型有一個最大的問題,就是採集街景里的光照信息(哪裡會反射更多光到模型上),來計算全局光照對模型本身的影響。缺少全局光照,模型就會和環境脫節,顯得格格不入。如何精確採集這些現實光照信息是一個很大的技術挑戰。
到最後一張圖裡,車佔據比例比較小,真實感缺陷則可能主要來自於光照。
和開頭那張圖比起來,明顯的一點是遠距離陰影邊緣軟化不夠;其次是陽光直射下沒有任何體積光模擬丁達爾效應,考慮到室內環境也並不足夠亮到覆蓋這些效果,多少感覺缺了些什麼。遠處的樹作為背景很單調,而且在背光下看起來像貼圖一樣(高清圖裡看真的是貼圖),右側牆壁的樣式也是重複的,天花板還有幾個迷之陰影塊恕我無能找不到遮蔽物。不過連接處的環境光遮蔽和燈罩的cubemap都是相當真實的,已經是遊戲中的翹楚了。
還有注意到建築物外有過度曝光使得天空變得極亮,為了能清楚顯示暗處的車。此外,隔壁的@楊澤宇 的回答也提到了色彩飽和度帶來的問題,個人認為也是很大的原因。對比一下真實照片:
照片中柱子的反射有物體細節,整體對比度也低了很多,顯得沒那麼鮮艷了。要知道人眼都是歷經了無數「自然」光照成像的磨礪的,而完美構圖和鮮艷色彩在現實中不常見,所以人的視覺容易習以為常地忽略常見的圖像,但對那些不常見的圖像相對敏感,而題主給出的圖像,或多或少都有不常見的地方。
但我覺得他們可能是故意做成這樣的。。至於為什麼?
這是賽車遊戲啊!!畫面真實只是賣點之一,最大的賣點在於車!!!那麼出的宣傳圖肯定無論是構圖還是外觀還是打光都要把車放在第一位,車都看不清還怎麼賣?車子不高大上玩家怎麼買買買?
題主給的圖的光影渲染其實已經很好了,之所以看起來還是有些不真實,是因為這些畫面為了好看而增強了飽和度的,真實的畫面,其飽和度沒有這麼高。
以下兩張是更改亮度曲線並降低飽和度之後的畫面,看看是不是更「真」一些了?
(這張額外處理了車燈光源,原圖光源衰減得有問題,出現了很明顯的圓形)
人類對於可見光的熟悉程度太高了。
這個是現有技術難以解決的,所以只能用一些模仿的方式來欺騙人眼。在這個前提下,在美學方面的取捨也會進一步區分寫實和寫意。
以問題中的截圖為例,這款遊戲的畫面所模仿的,並不是向真實世界。所模仿的是影視作品,也就是用攝影機拍攝的畫面。
仔細看那些景深模糊、高光過曝,都是模仿攝影器材因本身的限制造成的畫面缺陷。
這是一個很好的問題,先佔坑。
一言以蔽之,就是場景太「乾淨」。
這倆圖片哪張是照片?
人的感覺先入為主,前提假設很重要。
事實上目前的不少遊戲畫面和照片已經憑肉眼分辯不出。至少光影材質方面,實時渲染確實已經達到以假亂真的水平。
給人假的感覺主要原因有:一是圖片解析度太高,畫面顆粒很細,因而細節上達不到現實那樣豐富。比如皮膚,放大了的細節遊戲中即使有能力渲染,也很難做到,因為資源有限。這在電視屏幕上就會好很多,鋸齒,細節等都會被掩蓋,畫面更真實。二是物件的豐富程度,以及動態效果,和現實的差距。比如星戰前線(近年畫面最真實的遊戲之一)里森林場景的貼地植被,以遊戲可用的有限資源,是無法重現現實一樣多的豐富細節的;即使如此,靜幀截圖依然很真實,但動態搖擺及不同角度的觀察就明顯假。
一言蔽之,細節豐富程度不夠。這一方面是硬體機能限制,另一方面也是工作量問題。
比如皮膚,單做一個人頭,硬體資源和工作量都能滿足做到以假亂真的地步。再如貼地植被,只做一小快地面,動態晃動及不同角度觀察都能以假亂真。推廣到整個遊戲,則資源和工作量都達不到。
有兩個主要原因
第一,遊戲畫面都是美術師設計出來的,我們的第一目的,不是真實,而是美。(真實和美完全是兩碼事。配圖大霧
)具體什麼是美,以及美和真實有什麼關係,這是另外一個話題,這裡不展開。
第二,遊戲畫面是為遊戲內容服務的,也就是說策劃部需要美術部做什麼,我們才會做什麼,比如賽車遊戲,環境一定沒有賽車本身重要,所以大多時間精力都投入到賽車的建模貼圖和渲染上,然而一張截圖是否真實,最大的原因是光照,然後是環境情景是否合理,你的汽車模型是否精美並不是第一要素。
最後說起來,現階段畫面最真實的遊戲,應該是gta5,他沒有最精美的模型,沒有最花哨的技術,但是有最準確的光照和最合理的環境安排。也許他們製作人特別追求這個吧。
總結一下啊:
一張截圖是否真實,最大的原因是光照是不是對,然後是環境情景是否合理
畫面感覺真實,並不等於渲染質量好,細緻,漂亮。
貼圖不是最重要的,模型不是最重要的,如何把一個最簡單基本的場景渲染的真實?重點是反射,而現在遊戲中的反射為了幀數基本都是trick。
隨便找個path tracing的demo,以不到100行代碼的small pt為例,場景完全以球體組成(沒錯牆壁也是球體,只不過非常大),也沒有任何貼圖,只要反射到位了一樣覺得很真實。
而遊戲中是怎麼做的呢,使用幾組光線探針和cube map,用ssao模擬環境光遮蔽。如果你玩csgo的話,仔細觀察狙擊鏡上的反光,你會發現每走到一個區域,反射的內容是直接切換的。是因為開發者在場景中按區域預先放置了一些從遊戲場景中採樣cube map,武器上的反射是從cube map中採樣而不是實際的場景,當玩家每走到一個大的區域,貼圖就會切換,但仔細觀察的話還是避免不了穿幫。
很多遊戲引擎都提供了貼圖烘焙功能,即將光線信息寫入到貼圖裡,在烘焙的時候可以調整光線的反射迭代次數,這樣可以得到很真實的照明效果。缺點就是不能應用在動態物體中,而且烘焙比較耗時,貼圖也很大。
極端一點的話可以在vray等渲染器中將光線信息烘焙到貼圖中,然後放到遊戲引擎里,做出近乎以假亂真的效果。然而除了做房地產vr,應該不會有人這麼做..
圖片來自蠻牛,侵刪
注意是精緻不是真實,首先就現在的遊戲製作方法來說畫面逼真是不可能的,以為遊戲里所有的東西都是一些簡單的建模再覆蓋上貼圖,而貼圖都是美工畫的或者照片掃描的,可能第一眼看去還好但是仔細一看還是會有問題,比如不正常的拉伸和突兀的交融。
第二個大問題是光,目前所有的遊戲里對光的描繪都不是基於物理法則的,是做出來的這也就是為什麼在一些沙盒遊戲里人物在車燈前站著人身上有光而地上沒人的影子的原因,工作偷懶沒有做……而且光線很不自然,目前比較好的方法是光線追蹤,但運算量大到爆炸只能在電影里用,而且即使是在電影里我們也可看出破綻來,所以需要對光線進行更加細緻的計算,那個運算量就……
最後的終極大問題,反饋。這才是最終的問題,前面的問題甚至可以歸於該項,人對於周遭環境是否真實的判斷就是通過自己與環境的反饋來判斷,做好反饋就離真實不遠了,但是反饋包括很多東西,光在物體表面的反射,物與物碰撞時的形變,以及物體本身的紋理和凹凸程度等這些都做不到很好,特別是形變連擬真都做不到,一天到晚就是穿模,穿模,穿模怎麼可能真實。(題主所列舉的圖片是很容易看出來的,光線做的不是特別好,陰影有點過了
給你們舉個例子,育碧全球頂尖工作室打造的4k次世代大作刺客信條
好好看看這地面和陰影吧,太假了。
濾鏡美化的太過美好,真實場景不可能這麼一塵不染的乾淨
為了讓結果更接近農場里的雞,物理學家借來了一台牛逼的計算機,開始導入雞的參數。
經過一番更為可怕的分析,物理學家對農場主說:「好了,這個模型一定和農場里的雞一模一樣!」
然而計算機冒煙了,物理學家和農場主檢查以後發現,原來每隻雞的環境不一樣!強行模擬只會加重機器負荷!
物理學家想到了辦法:不去追求雞的模擬真實度,考慮雞的病,對症下藥。
於是物理學家開始重新導入參數,忽略了雞的羽毛,雞的飼料的產地等無用數據,果然,機器跑起來了,給出的結果也是令人滿意的。
――――――――――――
扯淡完畢,正經答題。
曾有人問為什麼不把畫面做的更完美細緻一點,有個回答說機器跑不動,就是上面這個道(wāi)理。
遊戲不可能完美模擬出一隻在草地上撒歡的小狗。因為小狗的參數是接近於無窮盡的。
因此,對於不同遊戲,「物理學家」會考慮更為重要的參數。比如,一條街,賽車遊戲就著重描寫車和環境的流暢度;開房世界就要注意人物互動和環境合理度;動作遊戲就關注人物動作是否合理等等。
然而,我們意識到的「不真實」,就是被捨棄的本該有的「雞毛」和「飼料產地」。第一張黑色的車子好像用美顏相機拍出來的。這麼拍我的話我也是GOT7的顏值水平
因為人類還沒有找到是方法完美模擬視覺神經系統,理論上知道了不代表方法上掌握了。很多推導和實現都是近似。還有,現在的硬體和人類大腦比起來很渣,沒有質變的話是不可能達到大腦的處理能力的。綜上所述,軟硬體都不到位,只能近似。
太乾淨了,戰地那種一片灰一把泥的就真實多了,光照衍射漫反射和鏡頭虛化基本沒有,你看看極品飛車20的4k畫質預告片就覺得真多了。
現在的用光線跟蹤演算法,然後利用一片集群伺服器進行雲渲染,可以渲染出超級真實的靜幀畫面。很多電影都是這樣子一幀幀渲染出來的。渲染真實畫面,技術上是可以達到的。
但是遊戲可不一樣,遊戲是一種交互性軟體,在遊戲中畫面是實時渲染,對機器性能要求很高。
還有遊戲是需要考慮大部分機器的最低硬體要求,總不能把遊戲只做給一台高端機器玩,而是要配置很差的機器也能流暢運行,覆蓋更廣的用戶獲取更多的利潤。
其實遊戲更多時候是犧牲畫面來追求性能,製作者在遊戲中總是用各種技巧來獲得更好的性能,畫面並不是第一考慮要素。
渲染演算法還在不斷的演化,現在還有基於物理渲染(PBR)的新技術,可以達到更真實的畫面效果。但是需要用戶機器更好。
這車在哪個店洗的,我也要去辦卡
因為就是不真實。
例如第一張,逆光拍攝,對比下背光建築物和背光車體的光強,是不是不一致?真實情況是車體背陽面是沒被太陽直接照亮,它的光應來自鏡頭後面大廈的反射陽光,這放射光會因為建築變得斑駁,但照片光很均勻。
更不真實的是輪胎,暗得糊掉了。
1.現在的遊戲成像的技術上升空間還有很大,還早。
2.能提供高畫質的呈像設備難以普及,換句話說你買不起,貧窮限制了你的想像力。
3.做遊戲不等於做VR,VR是遊戲的一種手段,不是全部。遊戲必須有娛樂性,而擬真不是遊戲業的最高目標,就好像畫畫不是以畫的特別像就是好的。
首先就是光影和材質的細節不夠。
現實中光影對材質的影響變化的豐富程度是無窮無盡的,多一個物體都會對周圍光照產生影響。計算機目前只能盡多的模擬反彈次數。因為很多細節經不起推敲。我自己的眼睛不會看到遠處模型缺失,不會看到貼圖錯誤等等,但是遊戲里會有。同樣的,現實中的各種劃痕不會有規律的重複,但是遊戲中會。
還有就是,很多遊戲的畫面都是「過飽和」的。貼圖不僅用高解析度,還用高對比度,例如各種沙地的貼圖,而現實中很多人是不會看得太清楚的。從而,這種超真實的場景除了能讓人毛骨悚然之外沒什麼大用。類似的還有,光滑油膩得突破天際的各種物體反光,由於屏幕亮度區域問題而各種光污染的畫面。
相比之下可能類似The Witness這種表面上非真實的遊戲會更加真實吧。。。因為遊戲里,玩家會仔細看的物體的貼圖都比較高清,只看個大概的物體則以lowpoly畫風為主。而遊戲里的光影甚至能顯示出物體的劃痕(emmm貌似略劇透)。這個遊戲從任何意義來講,畫面都不是真實的,但是帶來的感覺卻很真實。
流量黨慎點,提問者的截圖是gt的截圖我這個也是gt的截圖,區別很大,因為gts的拍照模式的背景是實景拍攝,外加模擬真實光源弄出來的,還經過了後期的泛光處理和抗鋸齒處理,意味著ps4的機能現在只夠弄出一輛車罷了,甚至沒經過後期處理的車都全是鋸齒,更不要說第一張圖後面那艘船了,滿滿的細節啊!細節啊!細節!現在遊戲的畫面特效和解析度都快到頂了,但是細節多了真的可以很逼真,比如說神秘海域的第四章全部都是細節,盜用刀劍神域中桐人的話,虛擬世界和現實世界就是信息量的區別,就拿第一張圖舉例子
地面的質感,一些油漬,船上飄蕩的旗幟,遠處的風景,哪個遊戲做的出,你可以去看看遊戲中的船都是非常。。簡陋的,倒數第二張要實現倒是不難,但是這個泛光效果和抗鋸齒直接讓ps4跑。。emmmm罷了罷了
推薦閱讀:
※不同地域的回合制手上戰鬥遊戲「拍拍蓄」名稱和規則有什麼區別?
※口袋妖怪有哪些很好聽的主題曲?
※任天堂為什麼不把Wii的畫面調整到與微軟索尼大致相同的水平?
※爐石傳說如何做到數值平衡?