十周年亮剑之后,Cocos这一年在3D领域的进步有多“凡尔赛”?

报道/一年之前,在成立十周年之际,游戏引擎 Cocos 向业内亮出了打磨许久的 Cocos Creator 3.0 测试版,并重构了 3D 引擎的底层框架,传递出这样一个讯号:在 3D 引擎市场,Cocos 蓄势待发。只是当时,行业对这个更擅长 2D 领域的老牌引擎在 3D 方面能做到什么程度,是有争议的。

一年之后,Cocos 交出答卷。12月20日,其推出了今年第5次大更新 Cocos Creator 3.4 版本,对引擎 3D 技术进行了全面加强和优化。 Cocos CTO 兼联合创始人林顺在接受专访时坦言,“游戏公司年底会做很多的立项规划,我们在这个节点推出3.4版本,希望可以让更多合作伙伴看到 Cocos 的进展。”

Cocos 对3.4版本的定位很清晰——2021年“收官之作”,这个版本不仅重点优化了内容生产体验细节,在稳定性、性能优化、基础架构层面做了大量工作,而且增加了动画系统 Marionette 等重要功能,同时在画面渲染上进行了一系列的技术更新。

Cocos Creator 3.4技术演示视频

换句话说,如果3.3版本是通过大量的新技术让 Cocos Creator 在3D内容打造方面的能力更强大,那么3.4版本的着眼点,则是让游戏开发者在使用这些新功能的时候门槛更低、效率更高。

让技术为创意“赋能”,Cocos Creator 3.4有啥不一样?

不得不说,3.4版本的这个定位是非常符合开发者当下最迫切需求的。在市场精品化的驱动之下,开发者在内容创造方面迎来了更大的挑战,想要打造高质量内容,就必须要投入更多的研发资源。作为游戏研发的底层技术,引擎的重要性不言而喻。

作为最熟悉中国游戏开发者和市场的引擎供应商之一,Cocos 希望在通过新技术提升内容制作品质的同时,也聚焦于开发者本身,用更好的工具链降低他们的成本和时间投入。

林顺向表示,面对精品化给开发者带来的新挑战,Cocos 的思路是从引擎底层技术的完善、工具链的优化和更好的服务三个方面解决他们面临的困境,让开发者将更多的时间、资源和精力放在内容创意上。

Bloom后处理特效支持让画面更真实

1)完善底层技术,提升游戏表现力

在游戏研发过程中,渲染可以说是决定游戏上限的一个瓶颈。比如,面数较高的角色会占用很大的GPU资源,因此直接限制了一款游戏能渲染的角色数量。

支持自动生成环境贴图卷积图用于漫反射计算

为了帮助开发者在同样的条件下做到更好的渲染效果,3.4 版本增加了用于漫反射计算的环境卷积图,用于镜面反射采样的降噪算法和更好支持高动态范围贴图的 HDR 渲染流程等,让开发者可以使用 Cocos 做到更精致、更真实的视觉效果。

镜面反射采样降噪

为了让开发者实现更为高性能和个性化的创意想法,Cocos 还在3.4版本继续基于 FrameGraph 进行渲染管线强化,为未来实现简单易用的管线定制能力做好更充足的准备。

v3.4 的延迟管线 FrameGraph

林顺表示,“无论官方做了多少功能,开发者其实还是需要定制和强化的部分来达到他想在游戏里实现的画面效果或者风格,我们会给开发者更高的自由度,降低渲染管线定制门槛,通过高伸缩性的可定制渲染管线让开发者对画面效果有更强的把控力,做出与众不同的东西。”

有时候,游戏复杂度的提高也会让开发者遇到一个比较尴尬的问题,比如硬件配置较低的用户就很难运行许多次世代游戏。为了帮助游戏触及更多的用户,Cocos 还在降低硬件消耗、最大化挖掘硬件潜能方面下了不少功夫。

林顺告诉 ,Cocos 对于硬件的适配主要围绕两个方面实现:首先是围绕低端设备优化 CPU 和 GPU 开销,让游戏损耗负载均衡,并通过 CPU 多线程、GPU 并行渲染等并行运算能力让游戏运行更流畅,最大化发挥硬件性能。

另一个方面则是面对不同平台做不同的优化策略。比如 Cocos Creator 不仅支持原生游戏平台,还支持小游戏平台以及跨平台,开发者可以在游戏里设计一些功能,在高端机开启全效,低端机则对一些功能或者特效进行裁剪、关闭,在保证完整游戏体验的情况下覆盖更多机型。

2)优化工具链,适应更多开发者需求

视觉表现力与适配的问题之外,游戏精品化给游戏研发带来的另一个挑战,是需要满足更多开发者的不同需求。众所周知,游戏是跨学科行业,而精品化的到来让研发变得更加复杂,一款高品质游戏往往需要来自多个岗位和部门的开发者协同合作,这就对引擎工具链提出了更高的要求。

“这个部分也是我们非常需要强化的,我们会做一些图形化的工具来提升研发效率,让开发者有机会作出更复杂的精品内容。比如通过3.4新增的动画状态机Marionette,支持自定义动作顺序、过渡方式和多维动画融合,动画师原来的很多设计就可以通过配置、连线的方式独立进行动画生产,大大降低研发人员的负担。”

可视化的动画编辑器经过一年的迭代,高效满足了各类关键帧的批量操作,能适配材质、关键帧等资源动画的编辑。在动画编辑器中点击选中曲线片段然后点击曲线预设即可应用常见的缓动效果,大大降低了动画制作的难度。

动画状态机动图

3)用更好的服务,为开发者提供技术后盾

在这些基础之上,开发者们还需要更好的服务。林顺表示,Cocos 主要聚焦于为开发者提供研发能力支持以及技术支持两方面的服务。

林顺还提到,“比如开发者可能需要特定的能力,我们需要提供这些能力让开发者更好的专注于内容构建,像网络、第三方服务都会集成到工具链里来;技术支持方面,因为我们离得更近、可以提供更好的技术支持,让他们做精品内容的时候有更强的技术后盾。”

如果把游戏开发者比作匠人,那么好用的研发引擎无疑是他们打造精品游戏离不开的工具。从3.4的版本更新功能来看,Cocos 不仅重视新技术的研发,同样看重对研发效率的提升和性能的改善,真正实现让技术为创意赋能,让开发者聚焦于内容创作。

一年5次大更新,Cocos 彻底在3D领域站稳了脚跟

作为一个2D技术起家的引擎,Cocos 在3D领域的尝试经历了很长时间的沉淀。虽然全面支持3D技术的时间不早,但积累多年的Cocos 在2D和3D领域有着更为完善的技术沉淀,兼顾了轻度与重度游戏开发者的需求。

对于有2D研发需求的开发者来说,Cocos Creator 3.0以后的版本在工作流方面并没有很大的变化,反而在3D全新渲染器的帮助下,有了明显的画质提升,比如2D光照、2D阴影都有了可能性。

林顺表示,“合并两个编辑器之后,我们提供了更易于扩展、能力更全面的插件系统,开发者有了和 Cocos 官方一样的定制插件能力,这样整个生态就会有比较好的发展,比如很多高质量第三方插件都是开发者制作、并发布到商店里的。”

华为鸿蒙多设备协同

面对开发者的更多需求,Cocos 对新平台和新场景的支持同样重视。今年6月份的时候,华为鸿蒙系统正式发布,Cocos 成为了首个支持 HarmonyOS 的游戏引擎。

万物互联、多设备协同等更多的场景和互动方式,赋予了开发者快速打造多设备协同游戏或应用的能力。然而,作为全新的操作系统,鸿蒙有着与安卓和iOS完全不一样的工具链和格式,如果没有引擎或者第三方工具的支持,开发者想要直接做鸿蒙游戏就会很困难。

在 Cocos 支持鸿蒙系统之后,原有的游戏只需要重新编译、重新打包即可直接上架。不过,林顺表示,这种方式仅适合不需要用到鸿蒙新能力的游戏,一旦要用到鸿蒙多设备协同或者设备流转等能力,则会创造不一样的玩法。

“Cocos 对此也做了很多工作,封装了多设备协同、流转的能力,给出一些对应的游戏模板,比如游戏在电视上运行,但是每个手机都可以通过鸿蒙分布式能力进行多设备协同,这些模板已经上架到了商店,开发者可以很快作出支持这些新场景、新交互的新内容。”

Cocos 在 3D 技术领域真正做到惊艳的效果,还是 Creator 3.3 版本以及随后公布的赛博朋克 demo,这支2分钟的 demo 基于 Cocos 和华为 HMS CG Kit 团队共同研发的渲染基础能力,将延迟渲染管线与 Clustered Light Culling、基于物理的光照和渲染等能力融会贯通,向人们展示了绚丽多彩的赛博朋克城市夜景。

3.4版本赛博朋克demo增加了昼夜变化效果

作为最接地气的国产引擎,Cocos 非常清楚国内开发者的痛点,这也是 3.4版本做了大量的性能优化和研发流程优化的原因所在。

“2021对于 Cocos 来说,是比较重要的一年”,在回顾过去一年的发展时,林顺如是说。“这一年我们把很多重要的基础设施都做好了,也做了赛博朋克这样的demo,现在我们能支持3D领域绝大多数品类的游戏,在3D领域彻底站稳了脚跟。”

“以工具为平台”,推动游戏研发自动化、智能化、程序化

游戏业唯一不变的就是变化,比如近年来云游戏、元宇宙包括万物互联,都引发了很多人的关注。

在林顺看来,这些新概念都是基于大量的基础能力组合而来,Cocos 最为核心的目标,仍是聚焦于为开发者提供可视化的工具,以匹配未来的自动化、智能化和程序化。

Cocos 基于引擎能力推出面向教育行业的 Cocos ICE,实现无代码制作互动课件,获得多家教育领域龙头企业青睐

在游戏行业之外,Cocos 也已经进入了更多的领域。比如为教育行业推出的互动课件编辑器 Cocos ICE、为IoT设备以及更多屏幕推出的HMI人机交互界面,并在XR、AR甚至虚拟角色等多个领域都有了方案积累。

不过,林顺在谈到 Cocos 下一步规划的时候表示,未来仍会围绕游戏行业做工具链的建设:

“对于 CocosCreator这样的引擎工具链来讲,游戏行业始终是最复杂的行业,所以我们仍会聚焦于游戏行业的基础建设。Cocos 其实就是我们的IP,围绕这个IP会有很多上下游环节和内容需要支持。我们会把 Cocos Creator 作为整个工具链上的基座,以它为平台针对不同行业推出专业的编辑器套件。”

结语

以技术推动数字内容产业效率提升,是 Cocos 团队成立的初心,也是过去十年、未来甚至更多个十年,这家国产引擎公司矢志不渝的目标。

很多人听到“十年”,都会不自觉地目光出离、看向远方。在第二个十年的开始,Cocos 通过5个大版本更新奠定了其在3D技术领域的基础,用更完善、更高效的工具链提升开发者打造高品质内容的能力。

如果把游戏研发比作建高楼,那么游戏引擎无疑是支撑摩天大厦的“地基”。正如林顺告诉的那样,工具链的打造不是一蹴而就的,而是需要很长时间的打磨。在3D领域站稳了脚跟之后,如何复制甚至超越在2D领域的成绩,是 Cocos 可能要继续攻坚的课题。

不过,随着 Cocos Creator持续的迭代更新,加上其本身开源、低门槛、高效能的优势,我们不禁对这个问题有了更高的期待。

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