什么是虚幻引擎

虚幻引擎简介

Epic Games 发明了虚幻引擎，这是一个非常通用且强大的游戏创作平台。自 1998 年成立以来，它已从开发第一人称射击游戏的工具发展而来。如今，它已成为市面上最强大、优化最好的游戏引擎之一。本介绍将涵盖虚幻引擎的主要功能及其能力、对游戏行业的影响以及户外游戏的应用。

虚幻引擎的演变

虚幻引擎最初是作为第一人称射击游戏《Unreal》的游戏引擎创建的。它的流行促使 Epic Games 继续改进该引擎。它发布了后续版本，具有更先进的功能和能力。

虚幻引擎 1 (1998)

最初版本 主要用于《Unreal》的开发，它支持实时 3D 图形渲染和多人游戏功能。

虚幻引擎 2 (2002)

此版本提高了图形保真度，并支持更复杂的场景和角色。

虚幻引擎 III (2006)

UE3 以其出色的视觉效果而闻名，并迅速在游戏行业中流行起来，被用于《战争机器》和《质量效应》等著名游戏中。

虚幻引擎 4 (2014)

UE4 是一次重大的飞跃，它具有实时全局光照、改进的视觉效果和用户友好的 UI。现在对开发者开放使用。这使得他们能够体验 AAA 级的图形效果。

虚幻引擎 5 (2022)

当前版本融合了 Nanite（用于渲染复杂几何体）和 Lumen（用于实时全局照明）等尖端技术，创造出极其逼真的图像。

虚幻引擎的核心功能

虚幻引擎提供了众多功能。这使其成为区域开发者的热门选择。

实时渲染

虚幻引擎以其实时渲染能力而闻名。此应用程序使开发人员能够即时看到照明、纹理和氛围的变化。引擎卓越的渲染能力使其能够产生与电影中预渲染的 CGI 相媲美的壮观视觉效果。

使用蓝图进行可视化脚本

蓝图系统是虚幻引擎的特色之一。蓝图使开发人员能够构建游戏机制。可以创建用户界面和复杂交互，而无需编写一行代码。这个可视化脚本生成器使游戏设计变得简单，即使是没有多少编程经验的人也可以轻松上手。它还支持快速原型制作和实验。

跨平台支持

虚幻引擎支持多种平台，包括 PC、主机（如 PlayStation 和 Xbox）、移动设备以及 VR 和 AR 等新技术；这种多功能性使开发人员能够创建吸引广泛受众的游戏和体验。

逼真的绘制

通过 Nanite 和 Lumen 等创新技术，虚幻引擎 5 将逼真视觉效果的标准提高到了新的高度。Nanit 能够渲染复杂、高度精细的模型，同时保持功能性，而 Lumen 则提供实时动态响应环境变化的逼真照明。

全面的房地产市场

虚幻引擎市场拥有大量内容，包括 3D 模型、动画、纹理、音效等。开发者可以购买或下载免费内容。加速开发并重复使用高质量内容。

可靠的物理和动画系统

虚幻引擎拥有先进的物理模拟和动画算法。例如，Chaos Physics 系统提供逼真的破坏和物体交互。动画功能支持复杂的角色动作和面部表情。这对于创建沉浸式体验至关重要。

C++ 集成和蓝图

尽管蓝图是开始游戏设计的简单方法，但虚幻引擎还提供C++ 编程。这种组合允许新老开发人员在引擎内工作。它结合了蓝图用于快速原型制作和 C++ 用于更复杂、性能关键的代码。

虚幻引擎在游戏开发中的应用

虚幻引擎的主要用例是游戏开发。它对于创作受欢迎且广受好评的各类型游戏至关重要。

《堡垒之夜》和《生化奇兵：无限》等第一人称射击游戏使用虚幻引擎来生成快节奏且引人入胜的体验。

角色扮演游戏 (RPG)

《最终幻想 VII 重制版》和《星空》等游戏受益于虚幻引擎创建详细的大型场景和角色动画的能力。

这是因为它们具有高性能和实时渲染能力。因此，沉浸式引擎经常用于 VR 游戏开发。例如，《Robo Recall》和《星球大战：维达的囚徒》等虚拟现实体验。

游戏之外：虚幻引擎在其他行业的应用

虚幻引擎的多功能性使其被广泛应用于各种行业，包括：

电影和电视

电影业使用虚幻引擎进行虚拟制作，实时渲染使电影制作人能够实时感知场景。这种方法最著名地应用于《曼达洛人》的创作，其中由虚幻引擎驱动的巨型 LED 屏幕取代了传统的绿色屏幕，为演员创造了逼真的环境。

建筑和房地产

建筑师和房地产开发商使用虚幻引擎创建建筑和空间的交互式和虚拟表示。它允许客户在建筑设计建成之前进行探索和体验，从而改进决策和设计变更。

车辆设计

汽车公司使用虚幻引擎创建虚拟原型可视化、设计和营销。例如，汽车制造商正在开发其车辆的交互式 3D 模型。这允许潜在买家在购买前深入定制和探索这些汽车。

培训和模拟

在医学、军事和工业安全等各个学科的培训和模拟中都使用了逼真的工具。创建逼真环境的能力使其适合在安全的虚拟环境中模拟真实情况。

虚幻引擎的实时使用

Epic Games 创建的虚幻引擎以其实时能力而闻名。它最初是为了制作游戏而设计的。然而，其实时渲染能力和多功能性已扩展到公司。让我们看看虚幻引擎的关键实时应用程序。

游戏开发

虚幻引擎最著名的应用是游戏开发。这是实时能力至关重要的领域。实时渲染：此功能使开发人员能够在更改游戏环境时即时看到照明、纹理和游戏玩法的变化。实时反馈有助于开发人员快速进行更改。在设计过程中节省时间和金钱。动态环境：得益于虚幻引擎的实时功能，游戏可以包含动态天气系统、昼夜循环和快速响应玩家输入的交互式组件。

跨平台开发

虚幻引擎使开发人员能够使用实时显示为各种平台创建游戏，包括 PC、主机（如 PlayStation 和 Xbox）、移动设备和 VR 头显。

虚拟现实 (VR) 和增强现实 (AR)

虚幻引擎是开发需要实时性能的虚拟和增强现实体验最受欢迎的平台。

• 沉浸式体验：虚幻引擎的实时渲染对于创造引人入胜且舒适的用户体验至关重要。在 VR 应用中，它能够实现无缝沉浸式观看，降低延迟，并防止晕动症。
• 交互式学习：虚幻引擎的虚拟现实模拟被用于建筑和医疗保健等领域的实践学习。例如，虚拟现实安全培训模块可以模拟响应，实时应对困难情况。这使用户能够在安全的环境中进行练习和学习。
• AR 应用：虚幻引擎允许应用程序将数字内容实时叠加到现实世界中。这种技术被用于各种行业。包括零售和交通研究。

先进的实时渲染技术

虚幻引擎内置的几项创新渲染技术极大地增强了该引擎在实时创建高质量图像方面的声誉。

Nanite 虚拟化几何体

Nanite 是虚幻引擎 5 中推出的一项革命性技术，旨在以无与伦比的性能渲染复杂、极其精细的 3D 模型。传统上，实时绘制高多边形模型计算量很大，经常导致性能瓶颈。Nanite 通过利用虚拟化的微多边形几何体来解决此问题，它使虚幻引擎能够仅在任何给定时间流式传输和渲染对象的可见部分。

对实时可视化的影响：这使得玩家即使在消费级技术上也能在高度精细的环境中探索而不会出现延迟。

Lumen 全局照明

Lumen 是虚幻引擎 5 的实时全局照明系统，可根据环境变化调整照明。它模仿光与物体、表面和材料的交互，从而产生逼真的反射、阴影和间接照明。

Lumen 在建筑等各个行业都有应用。它允许设计师研究自然光和人造光在一天的不同时间在一个空间内的交互作用。在汽车设计中，它可以在汽车表面产生精确的反射，让设计师和买家无需复杂的灯光设置即可检查汽车在不同光照条件下的外观。

Chaos Physics 和 Destruction System

虚幻引擎的 Chaos Physics 系统提供对物理交互的逼真模拟，包括碰撞、爆炸和破坏。这对于创建动态、交互式环境特别有用，在这些环境中，物体可以实时响应用户输入或环境变化。

实时模拟示例：在游戏中，它允许玩家通过影响环境动态（例如在爆炸中破坏墙壁或散落碎片）来获得沉浸式体验。在培训模拟中，例如灾难响应演习，Chaos Physics 可以模拟真实的场景，如建筑物倒塌，为受训者提供身临其境的紧急情况体验。

Niagara VFX 系统

虚幻引擎中的 Niagara Visual Effects (VFX) 系统提供实时粒子效果，使开发人员能够创建对环境变化做出动态响应的烟雾、火焰、水和其他视觉效果的复杂模拟。

• 在 VR 和游戏中的应用：Niagara 的实时输入对于需要沉浸式和交互式视觉效果以创造存在感的虚拟现实 (VR) 体验至关重要。例如，在玩家施法的 VR 游戏中，Niagara 可以创建对玩家动作做出快速反应的火焰、闪电或烟雾效果，从而增强魔法和沉浸感。

增强的实时交互工具

除了渲染图像，虚幻引擎还提供一套技术来增强实时交互。它使开发人员能够创建更具沉浸感和吸引力的体验。

可视化脚本蓝图

蓝图是一个基于节点的视觉脚本框架，允许开发人员在不使用 C++ 的情况下构建游戏逻辑。这对于快速试验和开发交互式功能（如玩家控制、环境刺激和 AI 行为）特别有用。

• 实时更改：蓝图允许您实时更改游戏机制和交互。例如，游戏设计师可以更改门打开机制的行为。快速响应并进行更改，而无需重新编译整个项目。

MetaHuman Creator

MetaHuman Creator 是一个基于云的程序，与虚幻引擎集成，可帮助用户快速有效地创建逼真的人造人类。它采用先进的机器学习算法来创建高度精细、逼真的角色，这些角色可以在实时中进行动画处理和渲染。

对制作的影响：在电影和游戏制作中，MetaHuman 创建的数字人可用于人群场景、主要角色，甚至真实演员的数字替身。虚幻引擎的实时功能使这些人工智能人类能够流畅地进行动画处理并集成到场景中，从而节省角色建模和绑定时间。

行业特定的实时用例

工程领域的实时数据可视化

虚幻引擎被用于航空航天和土木工程等领域，以实时可视化数据。例如，工程师可以使用虚幻引擎利用真实世界数据（如 CAD 模型或地理信息）开发飞机或市政基础设施项目的交互式模拟。

增强决策：通过实时查看数据，利益相关者可以与模型互动，测试各种场景，并观察更改的即时影响。这种实时反馈对于在设计和测试阶段做出明智的决策至关重要。

虚拟环境中的实时协作

虚幻引擎的实时渲染也用于实现虚拟协作。随着远程工作的发展，建筑、设计和娱乐等行业已经开发了虚拟环境，团队成员可以在其中实时开会、讨论和编辑项目。

• 多人编辑：虚幻引擎中的多人编辑等功能允许多人同时处理同一项目，例如在虚拟建筑之旅中。设计师、客户和利益相关者可以进入共享空间讨论修改并查看实时更新。

现场和虚拟制作

虚幻引擎创建复杂场景的实时能力使其成为现场和虚拟制作的热门选择。例如，在表演过程中，虚幻引擎可以用于创建响应音乐的动态舞台管弦乐。这将有助于改善观众体验，虚拟音乐会就像在《堡垒之夜》中一样，利用虚幻引擎创建完全交互式和沉浸式的世界。观众可以进入虚拟竞技场并与环境互动。在节目进行过程中实时观看变化。

未来趋势和发展

随着硬件和软件技术的进步，虚幻引擎的实时能力将持续发展。

• 一些新兴趋势包括：实时光线追踪：一种逼真的机制，可实现实时光线追踪。与经典的光栅技术相比，它能精确模拟光的行为，从而产生反射。光的折射和更逼真的阴影，将实时应用的视觉保真度推向极限。Epic Games 希望将机器学习算法集成到虚幻引擎中，从而实现实时 AI 角色行为和程序化内容生成。提高虚拟现实体验的交互性和深度。

使用虚幻引擎的优势

虚幻引擎中有许多特性吸引了大量开发人员使用该引擎。

• 令人惊叹的图像质量：虚幻引擎基于逼真的图像，这一点众所周知。这使其非常适合用于游戏、电影、模拟等高质量成像应用。
• Epic Games 拥有庞大的社区和主题内容。教程、技巧和开发者/艺术家支持小组可以帮助您掌握该引擎。
• 免费模式带来巨额回报：如果您的游戏总收入低于 100 万美元，您可以完全免费使用虚幻引擎；对于希望以极低的初始投资在市场上占有一席之地的个人发布者或小型团队来说，这是一个重要的考虑因素。