以下文章来源于虚幻引擎，作者纪大伟
灯光闪烁，赛车呼啸而过，每一次加速都让人心跳飞快；驾驶着超级跑车，沿着曲折的赛道疾驰，那种速度感、紧张感以及瞬息万变的局势，令人热血沸腾……
一直以来，惊险刺激的赛车竞速游戏是无数玩家的心头好。回顾其中的经典之作，无一不是集车型多样、赛道丰富、操控感强、画面逼真、玩法巧妙等特色于一体，全方位带给玩家“速度与激情”。
今年6月20日，网易互娱使用虚幻引擎4（Unreal Engine4，以下简称UE4）倾力打造的手机竞速游戏《巅峰极速》开启公测。近20天后，七麦数据显示，《巅峰极速》在免费榜上持续霸榜第一，位列畅销榜第五名，iOS预计流水高达1.6亿元。显然，玩家们对竞速游戏的热情已经被引爆。
如今一个多月过去，随着各方对《巅峰极速》体验的深入，以及挖掘到更多游戏制作背后的细节，这款“黑马”手游如何突然出圈的答案也渐渐明朗。
赛车手游三要素，是关键！
无论是玩家还是游戏开发者，都不可否认一款出色的赛车游戏必须在赛车、赛道和驾驶操控三大要素上精益求精且三者能完美融合，《巅峰极速》也不例外。
这种要求反映到游戏研发层面，则驱使研发团队在项目技术选型的早期就开展大量的内部测试和验证。最终，《巅峰极速》团队明确了多款游戏引擎的美术效果及上限，选定了虚幻引擎。
简单来说，虚幻引擎具备卓越的实时效果和开放性，移动端的性能表现也在一种引擎中脱颖而出，并能与Codemasters公司研发的 EGO 物理引擎的完美结合，为游戏整体品质大幅提升提供了广阔的可能性，尤其是在移动端表现出了高品质赛车游戏必备的画质和操控体验。
制作过程中，开发团队也严格遵循了“三要素”原则。
真实赛车，该怎么还原？
还原真实车型的做法在赛车游戏中并不鲜见。随着游戏制作理念和技术的进步，制作方早已不局限于简单的外观还原，而是追求更多细节和性能的完整呈现，让玩家在游戏中额外体验到赛车历史和文化等丰富元素。
赛车游戏首先展现给玩家的就是赛车，为了昂玩家看到、使用上还原度最高的赛车，《巅峰极速》取得了包括全球40多个主流车厂的正版授权，得到了包括宝马、奔驰、法拉利、兰博基尼、保时捷在内的超100款一线的车辆技术数据和资料。每一台车，包括其改装零件、套件，均在原厂严谨监修下完成。整个游戏的开发团队来自不同领域，团队中甚至还有汽车改装店的老板加入，为了让玩家体验接近真实，团队中的每个人都竭尽所能。
赛道设计，必须走“心”
赛道场景上，《巅峰极速》囊括了全球各地的真实赛道。如何让这些赛道的驾驶体验完全映射到游戏里，带给玩家真实感、刺激感和满足感？
首先在赛道景观层面，开发团队使用地图加照片实景结合的方式，配合使用360度相机+无人机进行实景扫描。比如，广州白云山赛道展现出我国岭南地区独特的地貌和风土人情；芝加哥赛道林立的高楼与密布的铁桥，让人仿佛置身在那繁华的钢铁森林中；在阿姆斯特丹的赛道上飞驰于大片郁金香种植地的画面更是让人迷醉又兴奋。
其次，针对赛道路况，团队在设计时预先分类，确定基本的赛道维度，包括难度、总体节奏是否偏向漂移以及位置和美学特征，定好整体节奏和风格后先在引擎内使用Landscape tool快速生成地形，后期塌陷成200*200区块的多边形，通过顶点编辑来生成更多模型细节以满足不同的场景需求。
同时，根据赛车游戏的特点，将以游戏玩家为中心的默认圆形范围streaming，修改成为一个椭圆形（长轴沿着赛车前后向）的区域来进行level streaming的判断，从而改善了streaming的效率，实现了runtime下大规模赛道关卡的无缝拼接。
值得一提的是，《巅峰极速》的赛道设计还充分考虑到了视觉效果与玩家心理的联动。除了在赛道上设置一些常规的方向标、车墩等明显标识，团队还在赛道设计中添加一些对玩家心理产生暗示作用的元素，透过可视化心理学、空间轮廓、眼动仪追踪验证等手段对赛道风格、不同空间组合、节奏和氛围等方面做细节上的心理学规划设计，帮助玩家快速做出正确决策，有效管理玩家的紧张感和恰到好处的兴奋感，又充分考虑了赛道环境与难度之间的平衡性，保持了艺术设计与游戏难度的一致性。
不输真车的驾驭操控
有了对赛车和赛道更为细致的还原，赛车的操控体验还要如何进一步提升？除了使用业内领先的EGO移动物理引擎带来符合物理真实的手感操控，开发团队还严格遵照车辆动力、底盘、转向调校等原始数据，致力还原出每台车真实的物理手感，让玩家在游戏过程中感受到来自原车的那种真正的加速、刹车和过弯漂移时的车身倾斜姿态，以适应标准比赛、计时赛、漂移和挑战等不同竞赛模式。
在赛车的驾控界面上，则完全使用虚幻引擎的UMG 蓝图开发，提供了玩家追尾、主驾驶位、车前盖等多种驾驶视角切换功能和左右按键、方向盘、重力等多种UI操作来满足不同玩家的操作偏好。此外，通过蓝图接口配合LUA脚本高效地实现了从UI层到车辆蓝图的快速精准控制，甚至还贴心地开发了线性按键功能，让玩家精准控制油门和刹车的开合度大小，感受深度驾控和追求极限操作的乐趣。
真假难辨的实时光影
赛车游戏里，高速运行的画面是常态，这对整体场景的实时光照和环境反射的质量要求非常高。《巅峰极速》里的光影在虚幻引擎的dynamic/static lights、skylight、fog、atmosphere以及post processing等技术的强力支撑下，将诸如自然环境下风和日丽的白昼和月色如银的夜晚，或是各种复杂人工照明环境下车水马龙、灯红酒绿的氛围都表现得真实自然。从车漆、轮毂到赛道上的建筑、树木，每一个细节都被捕捉呈现。
不过，在开发过程中，想要在移动渲染管线上让高速疾驰的车身捕捉到细节丰富的多光源和实时环境反射其实是两个很大的挑战。渲染技术团队通过反复探索和尝试，先是改进了 forward渲染管线并使用 Grid shading的方案实现了多光源的支持。
之后，采用在引擎内使用双抛物面的方法将环境先映射到两张Render Targets上，然后合成为一张环境贴图，并在计算IBL光照时实时采样环境贴图，最终在光影流转之间巧妙实现了对移动端渲染来说颇具挑战的全动态车身环境反射。
为了追求车身材质和光照细节，团队还在车身材质中使用了预烘培的AO贴图, 通过 vertex color作用到直接光和IBL光照，有效增加了模型体积感的同时也避免了漏光的情况。同时，在最大程度地保留官方clearcoat的原有效果的前提下，简化了 shader 的复杂度来降低渲染成本，并配合 reflection capture 和全动态捕捉复杂的灯光、特效及环境反射来达到最佳的车体表现。阴影部分是全动态阴影，为了兼顾品质和性能，使用了3级的 1K尺寸的 CSM 阴影贴图，根据动态范围的变化采用每级递减的方式，计算出自适应的 CSM 范围来提高阴影贴图的利用率。车内的光照使用了两套不同的 lightmap来表现开/关门的不同光照效果，并通过使用蓝图+material function的方法实现了动态的效果切换。
有了高品质的赛车材质和光影，仍需要有同等品质的特效来配合。研发团队使用Niagara制作了一套能够接受环境光照的半透明烟雾效果，实现了使用同一套烟尘特效来满足不同光照环境下的赛道，在兼有真实感的同时也最大化了特效的利用率。除了这些高效实用的实时技术，自然也少不了更高品质的cutting-edge technology。比如片头，场景动画预演和赛车奖励等多处都使用了UE4高品质的raytracing的方式来渲染出更真实的光照，阴影和反射。
自由度极高的定制改装
赛车竞速游戏设计出丰富的爱车定制改装系统，是为了满足玩家打造个人专属梦幻座驾、追求极速美感的刚需。《巅峰极速》研发团队使用引擎的蓝图工具在更高级的层面实现交互逻辑，配合LOD 来配置上百辆车和管理海量的车辆组件，结合灵活便捷的Decal贴花等功能，开发出一套通用的配置器来实现汽车的外观和零部件切换，甚至包括更换整车的性能调校系统升级比如更换发动机、悬挂、制动器和其他性能组件。
车辆的配置和交互的UI也完全通过UMG来开发实现。通过底层UMG和车辆蓝图之间的实时通信，玩家只需要根据自己的偏好点击UI就能简单快速地更换爱车的喷漆涂装、车身套件、车轮等部件进行个性化设置，甚至可以深入了解车辆性能去更换底盘悬架、动力、电气系统，以适应不同的加速度、转向灵敏度、稳定性、制动和漂移的需求。此外，还有高性能零部件升级选项，让玩家驾驶自己精心设计改装后的爱车在光影交错的瞬间一骑绝尘。
流畅如丝的性能感受
对于任何赛车游戏来说，在精美的画面品质和苛求严谨的性能这两个天生矛盾体之间循环往复地追求那种微妙的平衡关系一直都很具挑战性，对移动端赛车游戏开发来说尤其“奢侈”。为了尽可能达到这种平衡，《巅峰极速》开发团队需要分别对赛车和赛道场景做大量的优化。
首先，对于赛车来说，不同赛车上应用的材质类型数量较多，且有不少主要材质比如carpaint、clearcoat等渲染成本较高。因此，团队基于对虚幻引擎的车漆材质实现和相关光照效果了解的基础上，重新制作了一套极简化的车漆材质，并简化了clearcoat shader的代码复杂度，在有效降低渲染成本的同时尽可能地保持了原有材质的渲染品质，并使用vertex color、object ID等多种优化手段，最终把具有庞大材质数目和较高复杂度的整车材质渲染优化到只占用一个drawcall，保证大量较中低端设备也能流畅运行游戏。
场景部分的优化主要采用 detail mode来控制LOD和区分庞大数量的组件，结合自研的Atlas 系统使整体Drawcall 数量降低60%，并且根据高低端手机硬件的不同性能设置合理的推荐配置，选择高配的硬件设置系统会加载LOD 0-1级，低配则会使用2-3级，贴心的高低配设置兼顾了那些使用低端硬件手机的玩家，在画面的表现和流畅的性能之间达到了很好的平衡性。
游戏中，赛车即使在一些场景复杂度较高的赛道上高速行驶时也保证了画面的流畅度，没有出现明显的卡顿或者掉帧。玩家可以尽享游戏乐趣，不会因为性能而影响体验。
开发者和玩家之间的双向满足
在玩家眼中，《巅峰极速》是一款集齐了创新、画质、技术、还原真实等多个亮点且让玩家真切感受到一种久违的赛车情怀和文化的诚意之作，是一款经过厂商精心打磨与雕琢、让人眼前一亮的作品。其卓越的画质和追求真实的操控体验为玩家营造出一种移动端赛车游戏难得一见的真实感。
对于开发者而言，网易互娱的开发团队植根于汽车文化，秉承品质为先的原则选用虚幻引擎4倾力打造出《巅峰极速》，填补了行业内缺乏移动端高品质赛车游戏的缺憾。通过艺术设计团队和开发团队之间的默契配合和合理有效地运用引擎技术，最终在曲折蜿蜒又风光无限的赛道上充分发挥出虚幻引擎移动端渲染管线的性能，呈现出令人惊叹的视觉质量，并配合EGO物理引擎实现真实的车身动态，让玩家轻松体验到“轮对轮”的操控体验。
某种程度上，游戏如人生。无论是游戏还是现实，追求速度与激情的背后是对光荣和梦想执着。人生道路上，速度在激情驱使下，犹如烈火与狂风，相互激荡，推动着我们勇往直前。而光荣与梦想，则是心灵深处的两个港湾，一边承载着过去的辛酸与甜蜜，一边指向未来的希望与挑战。每一个追梦人的心中，都有一份不屈的光荣，它来自我们对梦想的坚守，来自我们在挫折面前的不屈不挠。《巅峰极速》的诞生过程如此，人生竞技场上的每个胜利取得亦如此。
转载来源：虚幻引擎（ID：unrealengine）