游戲為什么吃硬件解讀游戲引擎

技術宅

現在游戲已經成為很多朋友的消遣方式，但是平時在玩很多網絡游戲的時候，很多人都會發現現在的游戲越來越吃硬件。比如最近很火的《絕地求生》這款游戲，最低配置是i3+6GB內存+NVIDIA GTX 660（2GB），但是經實際測試，實際顯卡則至少需要GTX 1060才能達到基本畫質要求（否則即使開最低特效，在GTX 660、1080P下也無法上到60幀，而且此時游戲畫面慘不忍睹，見圖1）。不過和這款游戲效果類似的《H1Z1》的最低配置是i3+4GB內存+NVIDIA GTX 275系列或更高顯卡即可。為什么同樣引擎制作的游戲對電腦配置的要求差別卻如此之大？這種差別的背后原因又是什么？今天就讓我們來一探究竟。

畫質渲染 你不知道的背后功臣

隨著電腦配置的提升，現在大型網游對電腦硬件的要求也越來越高。一款游戲要讓玩家感興趣，首先游戲畫面就必須“養眼”。那么怎么才能提升游戲畫質？答案是使用針對畫質渲染優異的游戲引擎。

游戲引擎就類似汽車發動機，一款外觀豪華的汽車，如果發動機不行，那么在汽車上路后就基本是個擺設。因此一款可以讓大多數玩家養眼的游戲，其背后必然有個優秀的游戲引擎。游戲引擎也有些類似手機行業里的“SoC”（系統級芯片），它可以讓開發者們在一定程度上遠離復雜的底層代碼，進行所見即所得的建模，以及編輯地圖事件等各種工作，從而可以讓開發者快速完成游戲的開發。目前主流的第三方游戲引擎主要有兩家，分別是Unity和Unreal Engine（中文翻譯為“虛幻”），采用這些引擎開發的游戲，在載入游戲時?？梢栽谟螒蚪缑婵吹剿麄兊腖ogo，比如在《奧里與黑暗森林》就可以看到“Unity Technologies”的字樣（圖2）。

優異畫質的背后 游戲引擎是怎么占用資源的

如上所述，游戲優化畫質和效果提升的關鍵是其背后的游戲引擎。那么游戲引擎又怎么會導致游戲對硬件性能的要求提高？

以《絕地求生》這款游戲為例，這款游戲使用的是虛幻引擎4。虛幻引擎對畫質的渲染是非常優秀的，比如使用虛幻3打造的《桃園》，其畫面渲染水平就非常優異，強大的光影特效及貼圖技術讓整個游戲畫面非常精美（圖3）。

現在虛幻已經升級到“虛幻4”，在虛幻4中為了提高渲染品質，Unreal Engine加入了大量和畫質相關的特性，比如SSAO、體積光、PBR材質等特性，但是這些特性的發揮需要強大硬件性能的支撐（圖4）。

虛幻引擎一直以來也都是側重于高性能和高畫質的開發工具，這樣利用虛幻引擎開發的游戲對配置要求高就順理成章了。舉個例子，比如在《絕對求生》開啟“極致畫質”測試，在1080P極致畫質下，內存占用在4.5GB左右，顯存占用最高達到了5.3GB左右，這個顯然一般玩家的顯卡都是吃不消的。即使是在低畫質下，內存占用基本不變，但是顯存占用仍然達到2.8GB。也就是說，現在主流玩家的GTX 1060 3G在低畫質下才勉強不會出現爆顯存的現象。游戲高畫質、高占用系統資源的特性直接導致卡頓、掉幀的情況出現，給玩家帶來極其不好的游戲體驗（圖5）。

另一方面，游戲場景不同也會導致資源占用大小不同。比如《絕對求生》是一款大場景和視野寬闊的游戲，這樣必然需要更多的渲染細節。作為一款對戰游戲，為了公平，如此寬廣的視野中，某些特效是不能因為優化而關掉的。如果降低特效就大幅縮減樹木、草叢、陰影等模型/特效的渲染，那對于開了高畫質的玩家來說就不公平。因此這也是導致游戲占用資源過高的一個原因（圖6）。

寫在最后 要畫質也要流暢

如上所述，對于一款游戲所需的硬件配置不同，一方面原因是使用不同的游戲引擎（比如一般使用Unity引擎的游戲就比Unreal Engine更節省資源，因為Unreal Engine對畫質渲染要求更高），另一方面則是由于游戲場景設計不同所致。

作為游戲開發廠商，在已經使用某種引擎開發的前提下，他們就應該結合自己的游戲做更多的優化，保證玩家在享受高畫質下更流暢地運行游戲，否則優化不當就會給用戶很差的游戲體驗。比如在實際測試中，《絕對求生》并不是只有戶外大量植被場景下會出現高顯存占用，即使是室內場景，顯存的占用仍舊居高不下，這也意味著游戲的渲染策略仍然優化不到位。而即使是使用資源占用較低的Unity引擎開發的《仙劍 6》，由于開發者對點光源等特效的濫用，以及把貼圖塞進內存而不是顯存等錯誤用法，這也導致游戲極占資源。

作為玩家我們當然希望能夠在享受高畫質情況下有更流暢的應用體驗，因此游戲廠商在開發游戲時就要選擇合適的游戲引擎，同時在后續應該針對游戲流暢性做更多的優化操作。endprint