4K遊戲除了提升像素，還應帶來什麽？

　　譯自《Edge》雜誌

　　遊戲開發目前正面臨著它們所遇到過最嚴峻的技術挑戰之一。由於4K顯示器價格的下降，遊戲正拚命趕上它們的分辨率，如幾個月前發布的《孤島驚魂5》。索尼和微軟都推出了更新機型，XBX和PS4 Pro，以滿足日益增長的4K需求。從現在圖形處理工作進程來看，4K的確是遊戲的一次像素大躍進。

　　4K的3840x 2160原始分辨率為螢幕總共提供了829.44萬像素。 這是全高清1920×1080像素數量的四倍。相比之下，PS3 / Xbox 360時代的1280×720螢幕到1080p的像素差距為2.25倍，PlayStation 2 / Xbox / GameCube時代的640×480螢幕到720p之間的差距為三倍。 在技術上來說，僅僅是兩代遊戲機的躍升，遊戲的像素數量已經從307,200增加到8,294,400，增長了27倍。對於開發者來說，挑戰不僅僅是分辨率的提升，更重要的是遊戲在4K下的圖形品質，能否像在較低分辨率下那麽好。

　　“都被簡化了。”遊戲《極速猛衝》圖形程式員懷特說，“4K是1080P像素的4倍，但PS4 Pro的性能並沒有PS4的四倍。”換句話說，主機並沒有跟上4K的額外要求——XBX也沒有。根據AMD圖形工程師洛特估算，要獲得等同於遊戲以30FPS在PS4上運行視覺品質，4K需要每秒大約7.4 Tflops（兆次浮點運算），而PS4 Pro的性能是每秒4.2 Tflops，XBX則是每秒6 Tflops。

　　為此，開發人員必須運用大量技術來實現4K輸出，同時還要達到同代遊戲1080P的細節水準。《極速猛衝》只能渲染4K的一半，開發者表示，“我們使用一種瞬時重建的技術為4K提供抗鋸齒和模型粗化。”瞬時重建是通過先前畫面來預測如何填充新幀，另一種類似解決方法是棋盤渲染，通過交替像素來達到相同效果，兩種方法各有長短。“以前我們並不需要在分辨率上有一個4倍的跳躍。如果沒有這些技術，結果會不一樣。瞬時重建，棋盤渲染這些技術允許我們有個緩衝期。”

　　並不是所有開發者都要用這些技巧。正在開發支持4K的《除暴戰警3》的Sumo Digital工作室已經研究過棋盤渲染，但沒有使用，為的是使得《除暴戰警3》能夠以“真4K”發行。“到目前為止，常規的圖形優化已經足夠。”工作室技術總監本內特說，“我們會一直支持4K，從最早的開發周期開始。相比等到最後去改進，這樣一來從成本和工作流程層面都可以使開發更容易。”

　　在過去幾個月中，有人指責開發人員把系統資源過度運用到圖形視效上，而在遊戲的其他層面如物理、AI和世界模擬元素上做得不足。其中有一個影片對比了《孤島驚魂2》和《孤島驚魂5》的細節，例如2代中植被著火之後會被燒禿，樹上的葉子也會隨著火勢燃燒殆盡；敵人在被擊中之後會作痛苦掙扎，並捂著肚子站起來再用手槍射擊；甚至還有發射上天火箭筒一段時間後會掉下來這樣的設定，而這些在新作中卻並未出現。當然，洛特認為，從1080P跳躍到4K必然會導致視覺品質的折衷，但除暴戰警開發方對於玩家的遊戲體驗胸有成竹——“在《除暴戰警3》中我們沒有為4K做任何遊戲性的犧牲。”

　　開發商的方法是一種將複雜情況簡化的方法，同時這也其他遊戲準備4K提供了思路。

　　對於《極速猛衝》藝術總監亞歷克斯而言，4K只是他所考慮的成本和效益因素之一。“如果我們寫了一種令人難以置信的草地渲染技術，但它佔用了50%的系統資源，那我不認為它是有價值的。除非我們要開發的是模擬草地遊戲。”《極速猛衝》的瞬時重建技術用了10%幀預算為玩家提供了高解析度和抗鋸齒的圖形。“它並沒有影響到遊戲的其他方面，而且我不知道把這10%用到其他方面能帶給玩家多少價值。”

　　事實上，以高幀速運行4K遊戲已是目前PC端的頂配才能勝任的，英偉達的GeForce 1080ti能以每秒11.5 Tflops的速度運行，而AMD的Vega64的性能可達每秒13.7 Tflops。

　　這就引出了一個重要的問題，即4K是否應該作為當下遊戲技術發展的下一步？從微軟、索尼、AMD和英偉達的策略來看，你可能會覺得這是必然。電子遊戲的歷史充滿了技術變革的承諾，對於這個由矽芯片注入生命的媒介而言，遊戲是不可避免的要站在技術前沿。

　　它們總是可以運行快一點，看上去細膩一點，模擬的豐富一點。遊戲的歷史是淘汰的歷史。遊戲通常會因更好的技術變得更好。但又很難說清楚什麽是更好的技術，一種能幫助遊戲在未來變得更精細？還是只是一種個人品味，又或者甚至只是某些正強加給遊戲的東西？換句話說，更多的像素真的意味著更好嗎？

　　在洛特看來，高幀速比分辨率更重要，因為它有利於流暢的運動和更快的響應速度，還有低分辨率可以降低開發成本。就數字而言，他指出，以30FPS運行原生4K相當於120FPS的1080P。他表示，這種計算完全是理論上的，沒有考慮遊戲運行速度可能會受硬體限制，但如果能同時在高分辨率和高幀速之間切換的確很誘人。“這就是為什麽有關主機支持120FPS的新聞總讓我興奮。”洛特說。

　　他進一步說道，“如果我們堅持720P，然後繼續優化遊戲表現，我想一切會變得很有趣。這樣，開發人員就可以有更多機會使用GPU，而不只是填充更多像素。”一方面來說，過剩的GPU性能用來完善每個像素，可以更好地縮短與CG電影效果的距離，採用高品質的抗鋸齒和光影效果，例如在今年GDC上又微軟和虛幻引擎展示的實時光線追蹤；或者將這些性能放到世界模擬，AI控制，物理特效和其他因素，創造動態和互動場所。

　　不過這只是當今的硬體資源和顯示技術出發考慮，除此還有更多的推測性概念。如根據玩家的視角動態改變分辨率，在眼睛直視的地方提高其分辨率，讓眼睛在該區域分辨出更多細節，同時減少周圍細節解析度。當玩家的注意力集中到中間位置時，是否真的值得將相同的資源投入到螢幕的每個部分？事實上，現在的遊戲就是這樣做的。

　　但是，遊戲通過其歷史一次又一次證明了，市場決定一切。畫質更好的遊戲在同等條件下總能比畫質低者、世界模擬豐富或高幀速運行的遊戲要賣得好，並且這種效應在4K電視的普及之下是翻倍的。假設你有一台4K電視，你也會想著最大限度發揮其性能。所有這一切都不能否認4K所發揮出的驚豔效果。懷特說，“4K很重要，你可能會反駁說看4K電影感覺跟2K差不多。不說其他人，我知道每個在家玩遊戲的玩家都會離電視很近。此時，4K的體驗絕對是最好的。”

　　4K，它就在那，即使硬體技術的缺失，開發者也運用工具達到其要求。但遊戲的進步還不僅在於硬體性能的提升和像素多少，品質亦很重要——這也是開發者所要突破的。

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