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死磕3D性能,渲染要达到3A游戏水平?直面Cocos的“极客灵魂”

在去年底一引擎技术会议上,游戏茶馆观察到,除了腾讯网易等一线大厂外,包括祖龙娱乐、FunPlus、英雄游戏等老牌厂商数个新项目都采用了UE引擎。他们都在开发跨平台的大型3D游戏,不仅面向国内市场,更意在海外成熟市场。

 


腾讯网易等头部厂商代表着国内游戏行业最先进的生产力,构成了行业的理想面。而大多数中小型团队,还在摸索搭建自己的现代工作流,构成了行业的现实面。


 


一家由小游戏转型中度游戏的小团队告诉游戏茶馆,他们很清醒,Cocos最适合他们。“制作3D游戏门槛低,招聘也相对容易。”


 


是的,仅在成都,招聘网站上随手就搜到300余个Cocos相关岗位。


 



Cocos相关招聘岗位满满10页


 


Cocos的技术总监Panda告诉游戏茶馆,Cocos在性能与功耗上达成一个良好的平衡,为开发者提供“高性价比”的3D能力。这是开发者选择Cocos的重要原因。


 


虽然众人印象中Cocos的2D能力非常突出,但经过多年积累,如今Cocos在3D性能上也已取得长足进步。是时候用新眼光打量这款国产3D引擎了。


 


01


半年两3D炫技DEMO


已获头部大厂认可使用


 


就算在这个“工业化研发”的3D手游时代,Cocos 依然占据了国内40%的移动游戏引擎市场,近几年相继孵化出《剑与远征》《最强蜗牛》《少年三国志2》等爆款游戏。海外大厂任天堂、SE也使用Cocos引擎开发出了《火焰纹章:英雄》和《扩散性百万亚瑟王》。


 



 


毫无疑问,Cocos是与UE、Unity并列的全球三大游戏引擎。Unity的招股书中,也屡次提到Cocos,并将其视为重要竞争对手。


 


Cocos在2019年发布首个原生3D引擎——Cocos Creator 3D。去年2月,Cocos 又将2D与3D引擎整合在一起,构成了Cocos Creator v 3.0。


 


这几年间,Cocos 引擎团队卧薪尝胆,奋力追赶海外竞品的3D步伐,已取得了不少成果。短短半年间,Cocos 接连发布了两个证明自身3D能力的技术DEMO(后文会讲解DEMO技术要点)。


 


Cocos引擎3D性能的增长也获得了大厂的认可,Panda向游戏茶馆透露,目前已有一家头部厂商正在使用 Cocos Creator 研发大型3D MMO RPG游戏,双方正在紧密合作。


 


据了解,Cocos Creator v 3.5许多新功能实际上就是源自这家大厂的需求——这也是在国内市场选择 Cocos 的游戏厂商的重要优势,在国内能与游戏大厂形成如此密切双生关系的,只有 Cocos。


 


虽然是一个开源引擎,但是游戏茶馆了解到,在 Cocos 的生态下,现在游戏厂商和引擎之间的对接链接非常短,厂商有问题几乎都能与官方技术团队直接取得联系。


 


02


CocosCreator v 3.5更新了什么?


 


游戏茶馆从 Cocos 官方披露的技术进展获悉,现在Cocos Creator已经在移动端实现了许多桌面级的特效。比如过去因移动端带宽损耗、性能压力而未普及的延迟渲染管线,已在Cocos引擎上得到应用;对性能消耗较高的全局光照、动态光源管理、动态全局雾等特效,经过Cocos团队重写渲染算法,也得到了高效呈现......


 


而在上周五(6号),CocosCreator 发布了v 3.5,着重提升了引擎的使用体验、易用性以及稳定性。


 


Cocos 引擎技术总监Panda,向游戏茶馆讲解了此次更新的一些技术亮点:


 


· 动画系统加入层级和遮罩,大大降低生产成本


 


Cocos 自 v3.4起加入了支持复杂角色动画的动画系统 Marionette,这个系统包括了动画状态机的编辑、多维混合等功能,这些都可以在引擎中进行可视化编辑,使得整个3D动画可由动画美术制作单独制作成为可能。


 


在v 3.5中,CocosCreator添加了一项关键能力:层级和遮罩(Layer & Mask)。这样开发者就可以使得骨骼动画做出上下半身分离的效果,即可以是上半身播一个动画,下半身播另一个动画;也可以是手臂一个动画,身体其他部位是另一个动画。


 



 


这样带来的好处就是大大降低了动画生产的成本。以前开发者需要为各种动作一一制作单独的动画,现在只需要制作身体各部位动画后,再排列组合使用即可。可以说是由原来1+1+1的工作状态,进化至n*n的状态,从而大大提升了动画生产效率降低了成本。


 


· 更便捷的材质编辑系统,把美术从重复劳动中解放


 


在新版本的材质系统中,当开发者修改材质时,支持undo / redo,支持单步取消。


 


材质导入模型后,引擎会自动生成模型内材质。由于不同DCC工具有着不同渲染器,因此这个自动生成的材质往往不能直接使用,而是需要重新编辑。


 


过往由于引擎不支持直接材质编辑,开发者需要把材质拷贝出来然后在复制后的材质中修改,现在v 3.5中,支持导入后直接在模型内部进行材质编辑,无需拷贝一个个材质。将美术从繁琐的重复劳动中解放出来。


 


· Frame Pacing Library平滑游戏表现


 


在v 3.5中,Cocos引入了Google在Android Game Development Kit (AGDK) 的重要能力Frame Pacing Library,这主要是用于帮助游戏平滑和稳定帧率,对于对OpenGL或Vulkan后端都适用,开发者可以在Android构建面板中启用Swappy来开启此功能。


 



 


在桌面平台游戏中,常常会出现画面撕裂的现象。这是由于GPU输出帧率高于了显示器每秒刷新率。针对这一问题,NVIDIA与AMD都有相应解决方案。在安卓平台,Google推出了Frame Pacing library。


 


一款手机同时支持60hz和90hz刷新率。如果一款游戏无法跑出60帧,这时Frame Pacing Library会侦测游戏帧数,并自动适配显示刷新率,保持游戏平滑。


 


此外,Cocos Creator v 3.5 更新还加入了地形抹平画刷和高度设置等重要功能,针对API文档也从界面设计、组织架构和内容三个维度进行了重新设计,开发者可以用新版API文档更好地学习引擎的使用,一步步学习更深层次的游戏开发。


 


站在游戏茶馆这样的技术外行角度,Cocos Creator v 3.5主要在学习与开发体验上有了明显提升,对开发者更加友好。


 


03


还可以期待后续版本的什么能力?


 


在Panda看来,相比CocosCreator v 3.4,v 3.5更多的是在易用性、稳定性上下功夫,提升开发者使用体验。


 


目前Cocos Creator保持着3~4个月发布一个版本的迭代节奏,虽然v 3.5刚刚发布,Cocos 团队已经马不停蹄投入到此后的新版本开发中。据了解,Cocos计划在今年内相继发布v 3.6与v 3.7版本。


 


Panda就向游戏茶馆“剧透”了v 3.6开发中的功能,并将v 3.6称为“里程碑版本”。主要提升以下两个方面:


 


· 原生化引擎


 


3.5 版本在原生层已经包含了底层设备层,在v 3.6中会将更多的基础模块在原生层实现,给原生项目带来比较大幅度的性能提升。届时整个渲染器,资源,渲染场景,节点树等基础模块都会在原生层。


 


· 更易用的自定义渲染管线


 


Cocos 内部认为,虽然目前自定义渲染管线已经做出了较好的效果,但依然不是特别好用。在v 3.6中,Cocos Creator会提供一个更好用的定制管线的方案,允许开发者更充分地去控制整个渲染流程。


 


04


Web端集成桌面级渲染管线?Cocos做到了


 


前文屡次提到Cocos Creator 3D性能已经有了长足进步。游戏茶馆觉得,Cocos在今年3月发布的「Lake」技术DEMO,就是这些年3D积累的生动展现。




「Lake」是 Cocos引擎团队,首次把桌面级游戏的复杂渲染管线集成进了Web端,并且同时支持桌面和移动设备。一方面这个DEMO证明了 Cocos 定制渲染管线的能力,另一方面DEMO渲染管线包含了诸多技术要点。


 


如加入了延迟管线下复杂的反射采样,让整个画面更加自然、真实;又如加入了FSR超分结合TAA抗锯齿,以低功耗渲染出更高清晰的画面,同时又不会有明显锯齿;还集成有bloom、SSAO等后处理方式去模拟真实光影效果,让湖面呈现波光粼粼的效果。


 



 


“在Web端落地这些复杂的桌面级渲染管线技术,突破性还是比较大的,在行业里也较少见”Panda如是总结Lake DEMO的技术亮点。





渲染等级设置


 


回过头看去年8月发布的赛博朋克DEMO,Panda 认为除了移动端延迟渲染管线外,已经不够先进了,还有许多不成熟的地方,但它代表着Cocos引擎在3D技术上的突破。


 


短短半年多时间里,两个技术 DEMO 印证着 Cocos 在3D技术上的进步,让游戏茶馆印象深刻。


 


05


获5000万美元融资扩展更多应用场景


 


4月初,Cocos 完成5000万美元的B轮融资,投资方包括了建信信托、纪源资本和声网等。完成本轮融资后,Cocos 将使用资金持续提升引擎核心技术,并扩展虚拟人、智能座舱、教育、XR等应用场景。


 


智能座舱领域,Cocos 在ADAS,HMI 等方面已经有了方案积累,打造了To B的智能座舱 PaaS服务平台,还将推出基于 Cocos 3D 渲染引擎的智能座舱产品。




在线教育领域,Cocos 推出了无需编码即可快速上手的 Cocos ICE 课件编辑器,且适用于泛教育领域。


 



CocosICE


 


在以元宇宙为核心呈现形式的数字内容领域,Cocos也做好相关引擎能力的储备。


 


作为元宇宙概念核心的虚拟人领域,Cocos 已实现创立虚拟人的建模、口型、动捕、渲染、AI 接入五大关键技术,未来将全部向开发者开放。并且虚拟人3D形象支持完整的人体骨骼和面部绑定,可以实时在Cocos引擎中运行。目前Cocos引擎已实现基于摄像头的低清动作捕捉,与基于视频的高清实时表情捕捉技术。


 



 


Cocos团队正在使用大量数据训练AI模型,最终实现高拟真度的虚拟人角色。


 


使用Cocos捏虚拟人将保持Cocos一贯的特点,能在最小的算力范围内,达到最优的虚拟人效果,实现覆盖大多数低算力设备及操作系统。用Cocos的话来说就是“做个人就这么简单”!











 


06


3D技术追起来那么难


Cocos为何还要花力气?


 


必须承认,虽然 Cocos 在3D技术上有了长足进步,但依然与国外竞品有相当的差距。比如前文提到的SSAO、Surface Shader、Bloom等,其实早已在UE、Unity上应用了。


 


所以总有开发者问 Cocos :“为何不只做2D?3D技术追起来太难了。”


 


在与Panda交流中,游戏茶馆深刻感受到 Cocos 员工非常清楚自身引擎与海外竞品的差距,并且明白这种差距是无法弯道超车的。


 


“国内引擎是需要时间积累的,不能因为差距太大就不去积累。国内还是需要自己的3D引擎基础设施,给游戏厂商提供更多选择。”


 


在游戏茶馆看来,目前UE、Unity还不能完全满足国内中小团队需求。我们需要一款更能满足这些厂商需求的3D引擎。目前来看,也只有Cocos愿意去给出解决方案。


 


UE与Unity是帮助开发者在硬件性能不是瓶颈的情况下,尽可能跑出更逼真的画面。而Cocos则在性能与功耗上达成很好的平衡,为开发者提供一个“高性价比”的3D能力,降低了3D游戏研发成本与门槛。帮助开发者触达广泛的人群和市场。


 


Cocos引擎在DCC工具支持和引擎定制化上有着自己的优势,提供了与UE、Unity有差异化的服务。说到底,还是Cocos在了解国内厂商3D需求方面有着天然优势。

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