1. 遊戲引擎的定義與重要性 [1]

thumbnail 遊戲引擎是整合好的遊戲設計系統，提供開發工具，讓遊戲設計者能快速製作遊戲，就像搭建好的劇院舞台。

1.1. 遊戲引擎的運作方式與優勢 [2]

  1. 遊戲引擎的定義 [2]
    1. 遊戲引擎是已經整合編寫好的系統，提供遊戲設計者所需的各種工具，無論是2D小遊戲還是3A大作都需要它 [2]。
  2. 遊戲引擎的演進目的 [4]
    1. 遊戲引擎經過數十年進化，旨在讓遊戲設計者能輕鬆快捷地製作遊戲，而非從零開始 [4]。
  3. 遊戲引擎的舞台劇比喻 [5]
    1. 如果將一款遊戲比喻成一場精彩的舞台劇，那麼遊戲引擎就是已經搭建好的劇院舞台 [5]。
    2. 製作人員在現有引擎上製作遊戲，關卡設計師、建模師、動畫師等只需填充內容，利用舞台現有的燈光、機關、道具來呈現 [6]。
    3. 如果沒有引擎提供的舞台，工作人員將花費更多時間搭建舞台 [7]。
  4. 自研引擎的影響 [8]
    1. 許多公司在製作遊戲前必須先開發自己的引擎，不同的舞台環境和風格會影響後續遊戲的表現 [8]。
    2. 例如，戰地系列使用瑞典DICE工作室的「寒霜引擎」，能流暢運行龐大且細節豐富的地圖，並以較低資源渲染破壞效果 [9]。
    3. 經典遊戲《半條命2》使用Valve公司開發的「源引擎」，具有高相容性和優化性，後續的《Dota 2》、《CS:GO》、《求生之路》等遊戲也使用該引擎 [9]。

1.2. 自研引擎的挑戰與第三方引擎的興起 [11]

  1. 自研引擎的高成本與時間投入 [11]
    1. 遊戲公司為提供精彩的遊戲體驗，在引擎開發上需投入巨量成本和時間 [11]。
    2. 例如，《江湖本色》使用的MaxFX引擎從雛形到成品耗時四年多 [12]。
    3. 隨著遊戲對畫面、玩法、技術要求提高，引擎需不斷升級，例如B社開發《異塵餘生3》後，花費三年時間推出「創造引擎」以應對過時功能 [13]。
  2. 自研引擎的限制與行業發展 [15]
    1. 開發獨立遊戲引擎基本上只有大公司負擔得起，且有時也難以承受高成本 [15]。
    2. 許多大公司將自主開發引擎視為核心競爭力，不願分享 [15]。
    3. 然而，若每個遊戲製作人都要先開發引擎，將嚴重影響整個行業發展，限制了許多有創意但無力開發引擎的製作人 [16]。
  3. 第三方遊戲引擎的問世 [18]
    1. 為了解決自研引擎的困境，一些公司轉向建設「公共舞台」，讓大家支付使用費即可直接使用 [18]。
    2. 第三方遊戲引擎的出現，讓小公司和獨立開發者省去引擎開發成本，直接製作作品 [19]。
    3. 甚至一些大公司也基於節省成本、縮短週期和降低風險的考量，開始借助第三方遊戲引擎來研發遊戲 [19]。
    4. 第三方引擎的出現推動了遊戲行業的革命性發展，讓個人開發者也能以較低成本打造優秀作品 [21]。

2. 虛幻引擎的發展歷程與技術突破 [22]

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虛幻引擎從1998年首次發布以來，不斷進化，透過技術創新顯著提升遊戲畫質和開發效率，成為業界領先的第三方引擎。

2.1. 虛幻引擎的早期發展與里程碑 [22]

  1. 虛幻引擎的起源 [22]
    1. 第三方引擎的典型代表是「虛幻引擎」，由Epic Games公司開發 [22]。
    2. Epic Games成立於1992年，於1998年發布首款虛幻引擎，並同時推出遊戲《魔域幻境》 [23]。
  2. 虛幻引擎1與2的進步 [25]
    1. 初代虛幻引擎在畫面創新功能上表現不錯，但Epic Games不滿足於此，繼續開發下一代引擎 [25]。
    2. 虛幻引擎2於2002年首次亮相，在畫質渲染和運行水平上都有質的飛躍，並開始支援Xbox、PS2等主機平台 [27]。
    3. 許多遊戲如《吸血鬼之夜》、《虹彩六號3：烏鴉之盾》、《殺手13》等都在虛幻2引擎支援下大放異彩，並不斷更新優化 [28]。
    4. 多年後的《縱橫諜海：黑名單》仍採用經過修訂進化的虛幻2.5畫質和性能，不輸給同時代其他作品 [29]。
  3. 虛幻引擎3的革命性影響 [30]
    1. 2004年7月，虛幻引擎3的發布引爆了遊戲行業，其圖像渲染效果達到當時的頂峰，被譽為畫質天花板 [30]。
    2. 即使現在來看，其遊戲光影效果也很難看出是四年前推出的引擎所製作 [32]。
    3. 虛幻引擎3改變了引擎內部開發邏輯，使其更容易進行內容製作和開發，讓遊戲開發者更容易上手 [32]。
    4. 許多知名遊戲如《戰爭機器》、《邊緣禁地》、《質量效應》等都是在此引擎中開發完成 [33]。
    5. 後續更新中，虛幻引擎3增加了對iOS遊戲和應用的支援，例如當時的神作《無盡之劍》就是使用該引擎製作 [34]。
    6. 虛幻引擎3的成功使其在很長一段時間內成為玩家和遊戲中常見的標誌，開啟了一個新的時代 [36]。

2.2. 虛幻引擎4的突破與應用 [38]

  1. 虛幻引擎4的發布與功能 [38]
    1. Epic Games在虛幻引擎3成功後並未止步，而是秘密開發下一代引擎 [38]。
    2. 2012年的遊戲開發者大會上，Epic宣布了虛幻引擎4的存在和推出 [39]。
    3. 在短短兩分半的程式碼演示中，虛幻引擎4強大的功能得到了淋漓盡致的展示 [40]。
    4. 相較於其他引擎，虛幻引擎4不僅高效、便捷，甚至可以在不使用程式碼的情況下直接預覽開發效果，從而加快遊戲開發進程 [41]。
    5. 虛幻引擎4的進步在一定程度上使遊戲畫質發生突破性變化，讓遊戲畫面變得更加虛幻 [42]。
  2. 虛幻引擎4的廣泛應用 [43]
    1. 十年過去，目前市場上大量遊戲依靠虛幻引擎4強大的功能製作而成，其中不乏現象級作品 [43]。
    2. 這些作品包括玩家熟悉的《絕地求生》、《要塞英雄》，甚至是近期介紹的《蔑視》 [43]。
    3. 虛幻引擎4經過不斷更新和演變，在遊戲整體細節的把控以及場景建構的豐富程度上取得了顯著提升，達到了非常好的效果 [44]。

3. 虛幻引擎5的創新技術與應用前景 [46]

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虛幻引擎5透過Lumen全局光照和Nanite虛擬幾何體技術，大幅提升遊戲畫質和開發效率，讓普通玩家也能享受高階光追效果，並將應用擴展到電影、科研等多個領域。

3.1. 虛幻引擎5的兩大核心技術 [46]

  1. 虛幻引擎5的發布與技術升級 [46]
    1. 2020年5月，虛幻引擎5的發布讓眾人感受到「虛幻」二字 [46]。
    2. 虛幻引擎5不僅提升畫面，更為遊戲行業帶來更多技術升級 [47]。
    3. 其中最重要的兩項創新是「Lumen全局光照和反射」以及「Nanite虛擬幾何體」 [48]。
  2. Lumen全局光照和反射系統 [49]
    1. Lumen技術讓玩家即使使用普通顯卡也能體驗到媲美硬體光線追蹤的出色畫面 [49]。
      1. 虛幻引擎5發布時，帶來了《駭客任務：覺醒》的體驗Demo，展示車輛光影效果隨環境變化做出細膩反射 [51]。
      2. Lumen系統在未開啟硬體光追的情況下，實現高效的軟體光線追蹤，可在多數顯卡上運行全局光照和反射，達到媲美硬體光追的效果 [53]。
      3. 這意味著未來即使電腦配置一般，玩家也能獲得高階顯卡光追才有的出色畫面，對玩家而言是一大利好 [54]。
    2. 對於遊戲開發者而言，Lumen系統簡化了光線模擬的繁瑣過程，實現即時光線變化 [56]。
      1. 過去開發者為模擬光線反射、散射並減輕硬體負擔，需將反光陰影預先烘焙到模型上，過程繁瑣且不真實 [56]。
      2. 啟動Lumen後，光效質感飛躍式提升，所有光線變化都是即時計算，開發者可隨意調整光源並立即看到反饋，是最直觀簡單的製作方式 [57]。
  3. Nanite虛擬幾何體技術 [59]
    1. Nanite技術讓遊戲製作人員能製作出更細緻、無限接近真實的遊戲畫面 [59]。
    2. 建模是決定遊戲畫風和精細度的重要過程，模型越精細，使用的多邊形越多，細節越豐富 [60]。
      1. 早期電腦計算能力不強時，模型只有幾個角，例如《古墓奇兵》中勞拉的三角形胸肌 [63]。
      2. 隨著技術進步，電腦計算能力增強，可製作出越來越精細的模型，例如《古墓奇兵》中勞拉臀部的多邊形數量已超過初代《惡靈古堡》所有多邊形總和 [64]。
    3. 大量使用多邊形雖能使畫面細膩逼真，但渲染和製作時間更長，對電腦負擔也越大 [66]。
    4. 傳統技術會根據玩家與物體的距離採用不同等級的渲染水平，但缺點是玩家可能發現模型渲染水平隨距離變化而跳動，像出現Bug [67]。
    5. Nanite虛擬幾何體技術將多邊形組合成區域，透過特殊演算法即時計算模型與玩家視線距離，並立刻調整多邊形數量 [70]。
      1. 這項技術能對模型的多個部分進行簡化操作，而非像以前對整個模型精度進行變化，避免玩家察覺模型變粗或扭曲 [71]。
      2. 玩家將不再察覺這些細節模型的變化，並能保持高渲染水平，享受流暢的高畫質遊戲體驗 [72]。
      3. 對於開發者而言，能更大膽地使用高精度模型，渲染出更豐富的內容和真實的遊戲畫面 [73]。

3.2. 虛幻引擎5的應用與未來展望 [74]

  1. 虛幻引擎5的體驗與易用性 [74]
    1. Epic Games上架了免費Demo《古代峽谷》來展示引擎強大功能，玩家可操縱角色探索或以上帝視角觀察世界 [74]。
    2. 透過打開可視化圖層，可看到數以千計的多邊形隨視角移動而變化，玩家也能調整參數並即時看到效果 [75]。
    3. 虛幻引擎對新人相對友好，即使有上手門檻，商城內也有大量免費資源可供使用，就像Steam創意工坊 [78]。
    4. 玩家可免費下載安裝虛幻引擎，體驗遊戲設計樂趣，即使零基礎也能透過教學包製作自己的虛幻遊戲或小動畫 [80]。
  2. 虛幻引擎5的跨行業應用 [82]
    1. 除製作遊戲外，虛幻引擎內還加入一系列工具，可用於各行各業，如製作動畫、塑造可視化模型、建構場景效果 [82]。
    2. 引擎配備官方在現實生活中掃描並3D數位化的高精度場景物體和人物角色素材庫，使用者可直接拖入引擎創作 [83]。
    3. 例如，中國自主的「數字長城」就是利用高精度照片掃描，再透過虛幻引擎製作，1比1還原現實，實現電子旅遊 [84]。
    4. 在非創意領域，虛幻引擎的泛用性也可用於科研專案的分子模擬、環境模擬、AI培養等方面 [85]。
    5. 在美劇《曼達洛人》中，已採用虛幻引擎技術告別綠幕，透過攝影棚LED幕牆展示引擎建構的背景，即時調整景物遠近和光線明暗，簡化前期拍攝和後期工作 [86]。
    6. 這顯示虛幻引擎呈現的畫面不僅用於遊戲，對電影工業也有極大提升 [87]。
  3. 虛幻引擎的未來潛力 [88]
    1. 越來越多遊戲廠商看中虛幻引擎的強大潛力，表示將用它來製作遊戲，例如《古墓奇兵》續作和《最終幻想7》重製版都將使用此引擎 [88]。
    2. 虛幻引擎憑藉20多年的經驗一步步演變，真正做到了將現實和虛擬的界線變得「虛幻」 [89]。
    3. 從最早的多邊形遊戲到即將媲美現實的遊戲畫面，短短20年遊戲行業技術發展迅速，相信虛幻引擎未來將再次帶來巨大變革 [90]。