具體哪幾個技術的實現導致了3D遊戲在近十年內質的飛躍?


首先是法線貼圖大普及,低模也能看著像高模的次世代就來了。不過這個出現比較早,應該已經出了題目問的10年的範疇了……

然後是可編程渲染管線與著色器,可以說你看到的這題目下大部分答案所提到的技術,比如PBR啊環境光遮蔽啊tonemapping啊都是在此基礎上發展而來的。固定管線下畫面能渲染成什麼樣是受硬體限制的,開發者什麼花活都玩不出來,最多只能改改貼圖顏色調劑一下……隨著DirectX/OpenGL的不斷發展,允許開發者編寫著色器調整的渲染過程/對象越來越多,於是開發者對於3D渲染呈現效果的調教也就變得越來越精準了;結果就是現在你已經可以見到幾乎是任意風格的3D遊戲了。比如看著像動漫的火影忍者、或者像美漫的街霸、或者像炭筆塗鴉的我的戰爭、或者像油畫的巫師3……

再然後應該是全局光照技術的進步,配合著色器上發展來的PBR終於第一次把3D遊戲畫面推入了照片級的領域

再再然後還要算上物理模擬系統的進步,招展的旗幟飄柔的頭髮搖曳的植被爆裂的火焰噴涌的粒子Q彈的歐派(?)也是畫面質量的重要一環

最後是其他並沒有直接表現在畫面上的技術進步——即開發者生產技術的進步。比如FIFA年貨系列做球員模型不需要一個個手動建模了只要讓球員進個照相間擺幾個表情造型就可以直接出模型出貼圖啦、再比如Substance這種改改參數就能生成想要的材質貼圖的過程生成技術啦、再比如各3A大廠的私有引擎里不斷加裝的各種自動生成人物角色/建築/場景環境物件的工具啦……

正是因為有了切實的生產力的提高,開發商才有能力在預算可控的前提下創建愈發真實豐富的遊戲環境,而豐滿的場景也就直接賦予了畫面更強的衝擊力


個人覺得是image based lighting,pbr和ambient occlusion。第一個讓光照更自然柔和,不是生硬的一兩個方向。第二個讓材質更自然。金屬像金屬,塑料像塑料,表明模糊程度能看出來,而不是一味的假塑料質感。第三個極大增加了光照的細節。

說這麼多有什麼用,這種問題都是小白的狂歡。


  • framebuffer object,允許渲染到貼圖的時候不切換context。這是高效地實現延遲渲染、貼圖陰影、屏幕空間後效的基礎。

  • 預烘焙技術的廣泛應用,把各種場景屬性弄成立方圖。

  • 屏幕空間的ambient occlusion,讓物體更有「質感」,光照不那麼「平」。
  • HDR、真實感渲染,改善明暗梯度。

總之,一切都是為了能夠在原本只適應局部光照模型的顯卡管線上,儘可能偽造出全局光照的效果。


環境光遮蔽。

網上盜來的圖,應該是看門狗的截圖沒錯。


高光通道貼圖和法線貼圖、tonemapping 。前者是ps2時代遊戲機對比pc的優勢,後者是次世代的開端標誌。tonemapping(HDR)實現了電影化的色調質感。

高光貼圖是個萬金油,模擬水漬劃痕甚至在ps2時代用來模擬服裝褶皺(ps2,psp的鐵拳),起到了法線貼圖的作用。

而法線貼圖幾乎是區別dx8世代遊戲的最直觀效果了,尤其在服裝的表現上,是巨大的一步。除了一些獨立遊戲,不使用法線貼圖的3d遊戲恐怕主流玩家都無法接受吧。

感覺現在知乎的遊戲話題里噴子太多,匿了。


問題里提及的是近十年,即2006年以後

其實感受上變化最大的應該是近5年吧,硬體上的提升略過不表,個人認為一個是對實時圖形方面影響巨大的是兩個,一個是deferred shading的普及,一個是pbr流程包括工具的廣泛應用

有一些回答中提到的AO/IBL這些其實都是這兩個的細節派生

這兩個不僅僅是技術上的進步,更是製作流程方面的進步,尤其是pbr。pbr在完善效果的同時規範了材質的描述語音,統一了製作標準,進而出現了許多以此為標準的通用製作工具,這對於美術資源的發外包鋪量幫助是極大的。

這兩者是相輔相成的,PBR統一的材質參數定義了deferred shading中gbuffer的結構,而gbuffer也為pbr及各種後處理提供了屏幕空間上的技術基礎,如SSR/SSAO/Temporal AA等,看看gdc的presentation,現在AAA基本都是差不多的套路了,只是細節上有所不同


摩爾定律?


軟陰影

(讓陰影邊緣自然模糊)

應該僅次於環境光遮蔽


淺談幾個方面吧。不一定對,拋磚引玉

一:模型面數的提升。最基礎的提升。我們可以從以前的角色正方形的手掌變成手指手甲都看得清的效果。

二:法線貼圖的使用。能夠把幾十萬超過百萬面的模型細節投射到只有幾千面的模型上。其實在PS2的時代已經使用,但當時技術對這方面支持不夠。大規模使用應該是在《戰爭機器》《生化危機代號維羅妮卡》時期。

三:引擎的進步

開發引擎的進一部成熟,對光照,布料,物理計算,反射等等效果都有了足夠的支持。

很高興生活在這個年代,從FC的像素到今天的高清大作百花齊放,深深感受到時代進步。


其實我倒沒感覺出得這幾年3D技術有什麼質的飛躍,無非就是隨著硬體技術的發展讓越來越多之前不適合實時渲染的技術可以實時渲染了,無論是最近很火的PBR還是GI什麼的都不是什麼新技術,無非是硬體的進步讓這些技術更feasible了(或者有了更輕量級的模擬演算法來fake這些技術)。

其實影響現代3D遊戲的畫面表現無非就是幾點,模型細節、光照、陰影、後期處理。

模型細節:其實就是我們常說的面數、貼圖精度這些最基礎的參數,這些東西越高自然是有越多的細節,這些參數也基本就是隨著硬體的進步而逐漸變大的過程,沒什麼可說的。當然人們為了在不增加面數的情況下多一些用於光照的細節使用了法線貼圖之類的一些技術。後來dx11又試圖引入曲面細分的概念想從本質上解決面數的問題,然而我感覺沒有怎麼太成功。。。

光照:我們看到3D遊戲到底能有多真實,其實很多時候就是取決於光照演算法的複雜度,越複雜的演算法越接近真實(比如光線追蹤)當然也就越慢,越不能用於實時渲染(這就是為什麼同樣是3D畫面,動畫片的光照就要比遊戲真實很多,因為他們不需要實時渲染,可以用很長時間去渲染一幀畫面)。現在流行的PBR就是希望通過基於物理的演算法來模擬真實的光照效果,當然這個所謂的基於物理也是相比現實世界真實的物理參數大大大大大大的簡化過的。除了光照演算法之外動態光的數量也是影響我們感官的一個比較重要的參數,延遲渲染技術的普及讓動態光的數量相比之前可以增加很多很多。

陰影:早年間在角色腳下貼個圓片也要來模擬陰影,可見陰影對於3D世界的表現有多重要,這裡就不去列舉那些各種陰影演算法了,說實話陰影技術這些年也沒什麼質的突破,還是各種古代技術的優化延伸而已,什麼shadowmap分幾層怎麼分啦,怎麼減少各種角度的錯誤啦,把陰影也延遲計算啦,但是核心思想和技術並沒什麼突破。還是那句話,硬體的進步讓我們可以用一些之前用不起的優化演算法而已。

後期處理:這個其實是現在做3D效果的精髓了,什麼SSAO啦、DOF啦一說一大堆,延遲渲染在優化了動態光計算的同時也帶來了很多副產品(各種Gbuffer),這些buffer讓後期處理可以方便獲取很多有用的信息從而高效的實現一個個看上去很炫酷的效果。

其實這個話題很大,就簡單說這幾個方面吧,每個地方一刨根問底就可以說起來沒完沒了,但是正如我上面反覆說的,真正讓我們3D遊戲畫面變好的其實是硬體進步的結果,軟體演算法級別的進步是有,但是相比來說更多的是硬體進步才讓這些想法可行。


光纖寬頻技術(不用下載幾天幾夜了)

還有多線程下載技術(不會越下越慢了)

pcie3.0技術(顯卡帶寬更高,發揮更強)

固態硬碟技術(告別緩慢的讀條)

DP1.2介面(4k清晰度不是夢)


又一次猛然發現10年前是2006年……記得那時候半條命2已經非常驚艷了,貌似物理引擎做得非常好。


對於我這樣一個普通玩家來講,我是從開了抗鋸齒FAXX和MAXX,高亮貼圖,環境光遮擋,陰影這幾個選項之後發現我玩的是大作


gamma校正。不然都是國產味


Pixel shading,各種A A, GI, deferred rendering ,PBR


顯存白菜價


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