基于Unreal Engine 5的游戏和生活场景的深度融合与应用

关键词：虚拟现实；Unreal Engine 5；游戏开发；社交场景；智能化

中图法分类号：TP399 文献标识码：A

1引言

游戏已经成为人们社交以及娱乐的主要方式之一。借助愈加先进的信息技术以及自身的丰富性，游戏逐渐发展出AR互动游戏等新形式，大大丰富了游戏的趣味性和挑战性，同时游戏增添了社交属性，方便人们之间的交流。一些精美的3A大作依靠优秀的开发引擎渲染出逼真的场景，甚至将现实世界完美复刻在游戏场景里，赋予情节和故事，将开发者的思想借助游戏人物进行表达与展现，增添了一些文学甚至哲学启迪。因此，在当前线上场景火爆的背景下，本文将游戏和现实场景进行深度融合并产生连接，同时以大火游戏《堡垒之夜》为实例进行概念阐述来增强理解。

2概述

经过长期发展，如今优秀的游戏已具备聊天社交、故事探索等功能。年轻人喜爱的密室、剧本杀、露营等活动都可以在游戏中体验，游戏精美的场景渲染给予用户更加丰富的体验。如今，大多数艺术都是借助视觉和听觉进行欣赏，缺乏互动体验参与感，而游戏作为互动性娱乐载体可以很好解决此问题。然而，之前游戏的发展还不成熟，画质模糊，玩法单一，服务器可荷载的用户有限，开发引擎功能受技术限制，因此，游戏一直以来都只是娱乐的一种消遣方式。

随着技术的发展，更加优质快捷、可操作性强的算法和编程语言的出现以及优化，使游戏开发技术更加先进高效。Unreal Engine 5是由Epic Games在2020年推出的最新一代引擎，具有成熟的虚拟现实模拟技术，其完善的物理模拟能力可以完美渲染模拟出现实世界中物体的精准形状、颜色以及动态效果，同时借助人工智能技术，可以在一定的范围内进行自处理，使非玩家角色具备更智能的反应。并且，Unreal Engine 5具备超强的画面实时渲染能力，能够生成更逼真的视觉艺术效果，包括更逼真的光照环境以及完全动态的全局光照解决方案。

增强现实的发展不仅是一个简单的应用程序或游戏，同时连接了真实和虚拟世界，通过计算机生成的感知信息，借助计算机硬件传递包括视觉、听觉、触觉、躯体感觉以及嗅觉在内的多种感觉模式。身体各方面叠加的感官信息营造出一个身临其境的增强现实环境，将持续改变人们对现实世界的感知，同时虚拟现实将逐渐改变用户对于现实世界以及模拟环境的区别感。

Lumen使游戏中对于光色影和现实世界的描述更加精准。该系统能在宏大而精细的场景中渲染间接镜面反射和无限反弹的漫反射，小到毫米级、大到千米级，Lumen都能游刃有余，且无须专门的光线追踪硬件，并且光照效果和在主机上运行游戏时保持完全一致。同时，其能够创建大量几何细节的Nanite，使游戏场景的渲染具备更加细致的复刻。在功能方面，卷积混响以及环境立体声渲染使游戏具备影视级音效。本文借助Unreal Engine 5搭建现实与虚拟的桥梁，力图搭建未来线上购物、学习等一体化窗口。

3基于Unreal Engine 5游戏开发聚合现实的项目总体设计

3.1概念

虚幻引擎在当前的3D动画游戏制作中，主要应用就是提高整个场景及动画的流畅度。前文提道，Unreal Engine 5是Epic Games于2020年推出的最新一代开发引擎，具备影视级美术效果以及强大的几何数据处理能力，同时Lumen可以对场景以及光照变化做出实时反应、卷积混响以及环境立体声渲染，从形光声以及数据处理能力上解决了环境逼真效果和庞大用户基数的问题。2021年，基于Unreal Engine 5开发的开放世界视频游戏《黑客帝国觉醒》进行了模拟城市的唤醒演示，其中人们无法区分演员的真伪。同时，扩展现实（XR）可以被定义为用于创建物理现实和虚拟3D界面相结合、实现使用可穿戴设备和遥控器的人机交互控制器，使接人接口的每一个用户能够查看计算机生成的3D界面或与之交互在VR混合物理虚拟世界之中的投影。在此技术基础上，本文探求未来购物、旅游、社交、娱乐、学习等与游戏深度融合的场景及应用。

3.2功能设计与实现

3.2.1游戏与购物

如今，购物场景主要为线下和线上购物两种形式。线下的超市购物主要解决及时性和体验性两种痛点。至于线上的电商，则主要解决便捷性和需求放大的痛点。游戏购物主要就是将两者的优势相结合。

借助优秀的游戏场景模块的渲染，可以将游戏本身的场景作为现实的购物消费场景，将游戏场景中计算机角色的消费场景转换为真实的消费场景，如在商业街中购买的衣服、小吃等会自动匹配配送场景，选择快递或者外卖骑手，链接到相应的数据库中。而人工智能与大数据技术的结合可以有效发挥其数据整合与交互共享的功能来解决各种现实问题。同时，人工智能技术可以在保留传统数据库框架的结构特点的基础上创建新的数据库系统，从而为海量用户的数据存储提供仓库。并且，配合VR技术可以对衣物上身效果进行更精准的了解，减少购物尺寸不适合等原因而产生物流退货的情况。

3.2.2游戏与娱乐

人们在社交线上社交主要借助微信、QQ等社交软件进行音视频及文字媒介的交流，年轻人交友也选择Soul等大数据配对交友方式，聊天形式比较受限，由于缺乏更多的信息渠道，交友聊天内容很受限制。如今，大多数联机游戏都具备语音聊天的功能，为游戏内容和体验增添了趣味性和互动性。而UnrealEngine 5所具备的场景渲染能力，可以突破距离的限制，如交友常见的观影，借助游戏角色进入游戏场景中的电影院来增强共同观影的真实感及体验感。

3.2.3游戏与社交

娱乐不只有游戏，但游戏却是性价比最高的娱乐方式，同时可以调动更多的用户参与其中。以密室为例，现实之中的密室因为场地、剧本、玩家人数、游戏时间、机关设计等限制对游戏体验影響颇深。与之不同的是，借助Unreal Engine 5的实时渲染和对光影模拟的能力，通过网络可以模拟密室的恐怖感和探索感。同时，对于场景的选择，开放式的场景DIY，创意玩法将更加丰富。虚拟引擎对于人物建模细节刻画的第一步是面部表情的捕捉，第二步是肢体动作的捕捉，而以上两步对于用户面对游戏角色及环境的真实感都至关重要，从而深刻影响游戏中娱乐的体验感。

3.2.4游戏与学习

网络直播授课是获取优质教育资源的途径和方式，一定程度上解决了教育公平的问题。然而，如今的线上教学只是交流媒介的改变，从传统的线下授课转换为网络授课，授课的内容、学生接受教育资源的方式都没有发生本质改变，甚至由于缺乏监管，网课的学习效率大多低于线下授课。众所周知，实践式教育方式的效果确实优于普通的填鸭式授课方式，因此，可以借助Unreal Engine 5渲染出相应的教学内容。比如，针对操作化学实验，可以模拟真实的化学实验室场景，通过操控角色在游戏中模拟完成真实实验细节过程，这样的体验感和参与感会让学习的效果更加深刻和持久：英国外科医生协会在培训之中，BJS委员会团队重点介绍了COVID-19如何严重损害人类健康的外科培训，其中虚拟沉浸式的外科培训模拟对于外科手术培训提供了积极作用。

3.2.5其他

对于其他现实场景与游戏的融合，同样能够借助优秀的渲染能力将现实场景转移到线上，并通过操控角色的方式达到和现实经历一致的体验，并且借助光影模拟效果和色彩可以使体验感更加逼真。

4基于Unrael Engine 5游戏开发场景融合的实例——堡垒之夜演唱会

4.1背景介绍

《堡垒之夜》（Fortnite）是一款诞生于2017年的第三人称射击游戏，基于Unreal Engine 4（现为Unreal Engine 5）引擎开发，具有超多IP联动元素以及全球1亿多忠实玩家，实现开放世界以及玩家自定义关卡，同时具备大逃杀和沙盒类游戏特质。目前，该游戏以赛季联动大事件的方式进行更新，并且和多部动漫IP联动，为游戏角色皮肤和画面增添趣味性和挑战性。

4.2游戏场景融合

《堡垒之夜》游戏官方联动知名歌手举办了多场线上演唱会，与传统演唱会形式不同的是，用户操作角色跟随歌手的人物模型进行互动，整个演唱会场景配备绚丽的画面色彩和光影以及混响，角色得以在游戏地图场景中欣赏演唱会。得益于Unreal Engine 5的优良性能，将传统线下节目的层次结构序列和镜头线上化，参与现场演唱会最明显的好处就是演唱会是由一群同样忠诚的个人组成的社区分享，因此现场更加活跃。同时，使用增强现实和虚拟现实技术，并通过技术扩展感官体验，调解现实。增强现实旨在通过技术改善实际元素，目标是“看到并体验现实世界与各种虚拟物体，不失现实感”。虽然虚拟现实在游戏中的使用较为常见，包括游戏平台内的现场表演，然而没有一款游戏和《堡垒之夜》一样成功。例如，《堡垒之夜》上的棉花糖DJ活动，该活动尽可能接近VR，然而无须实际的VR设备及耳机，并且游戏角色伴随音乐舞蹈是线下演唱会无法比拟的身临其境般的社区音乐体验。

4.3评价

2020年4月24日，《堡垒之夜》与美国著名说唱歌手Travis Scott携手表演一场名为“Astronomical”的“沉浸式”大型演唱会，共吸引超过2770万名玩家前往观看。表演者和观众虽然只能通过计算机或手机上的2D平面屏幕进行观看，然而借助XR（扩展现实），其表演可以提供一种沉浸式在线表演的体验，体验传统中未曾涉及的新互动乐趣以及超越物理空间限制的观众定制式观看体验。在线玩家等待节目时，虚拟倒计时在虚拟舞台的上空显现，其次歌手Travis Scott作为虚拟角色出现在虚拟舞台上。并且，游戏玩家可以选择自己喜欢的方式，如摇晃或随音乐跳舞来欣赏音乐会，同时所有角色的身体感官受游戏环境的影响，如游戏中的失重、跳高和快速移动，为演唱会提供一个全新的舞台和观众感知体验。Unreal Engine 5技术的发展带来了更多的可能性和不确定性，也为未来其他领域的发展提供了方向和空间。

5结束语

基于Unreal Engine 5的游戏开发与生活场景相融合，能够为开发引擎提供更多的开发和使用场景，从而在用户使用中不断完善技术体验，同时为其他行业提供融入智能化时代的方向和机会。因此，在模拟基于Unreal Engine 5的游戏开发与其他行业融合应用期间，必须明确实时渲染和数据处理技術的变革和特征，明确行业与智能化时代的融合要素，为其他行业在智能化时代的可持续发展奠定基础，使先进引擎技术得以持续发挥作用，为智能化时代赋能更多元素。

作者简介：

张广超（2001—），本科，研究方向：国际商务。