机器之心报告
机器之心编辑部
脱离硬件的绑定？ Epic Games推出了Unreal Engine 5，观看Demo视频可谓次世代游戏画面，超越现有游戏画面一个层次。
Unreal Engine 是 Epic Games 开发的游戏引擎。 该引擎主要为第一人称射击游戏的开发而设计，但现已成功应用于潜行游戏、格斗游戏、角色扮演游戏等多种不同类型游戏的开发。
虚幻引擎 5 首次亮相
开发团队对下一个时代的愿景之一是让实时渲染媲美电影CG和真实世界，通过高效的工具和内容库，不同规模的开发团队都可以实现这一目标。
虚幻引擎团队今天发布了视频《Lumen in the Land of Nanite》，一段在PlayStation5上直播的演示视频：
游戏角色出现。
本次演示展示了虚幻引擎5的两项新的核心技术：
Nanite：创造丰富的几何细节
该团队表示，为了解决“真正虚拟化几何”的问题，该团队开发了一项新技术“Nanite”。
Nanite 虚拟微多边形几何体让艺术家能够创造出人眼可以看到的每一个几何体细节。 用户可以直接将影视级资源导入引擎，无论是ZBrush的雕塑还是摄影测量扫描的CAD数据，都可以直接导入。
Nanite 几何图形可以实时流式传输和缩放，有了它，技术人员无需为多边形计数预算、多边形内存预算和绘图计数预算而苦恼。 您甚至不需要再将细节烘焙到法线贴图中或手动编辑 LOD，而不会损失任何图片质量。
石头细节。
上图中的大部分模型都是使用 Quixel 的 Megascan 资源构建的。 值得注意的是，所使用的资源并非游戏版，而是普通影视版。 每个资源平均有 100 万个三角形，还使用了 8K 纹理。
纳米技术可以揭示像素级细节。
每帧原始几何三角形超过10亿个，Nanite可以进行快速渲染，无损压缩成2000万个绘制三角形。 上图显示了各种颜色的三角形。
流明：全动态全局照明解决方案
Lumen 是一种完全动态的全局照明解决方案，无需专门的光线追踪硬件即可对场景和照明变化做出实时反应。
据该团队介绍，该系统能够在宏大和详细的场景中渲染无限反弹的间接镜面反射和漫反射，从毫米级到千米级，Lumen 可以处理。 艺术家和设计师可以使用 Lumen 创造更多动态场景，例如白天改变照明角度、打开手电筒或在天花板上开个洞，系统会根据情况调整间接照明。
这个解决方案为美术师节省了大量时间，因为在虚幻编辑器中移动了光源，美术师不需要等待光照贴图被烘焙，美术师也不需要编辑光照贴图UV。 同时，灯光效果也将保持与在主机上运行游戏时完全相同。
照明变化。
如上图所示，在使用 Lumen 的解决方案中，没有光照贴图和烘焙，整个场景包含多次全局照明的反弹。 也就是说，只要移动光源氛围，光的反弹效果就会实时变化。
使用 Niagara 效果系统创建的蝙蝠。
Niagara是团队开发的特效系统。 系统中的粒子可以相互通信和书写，对周围环境的感知也得到了极大的提升。
为流体模拟添加了大量新功能。
该演示还展示了现有的引擎功能，包括 Chaos 物理和破坏系统、Niagara VFX、卷积混响和 Ambisonic 渲染。
使用混沌物理系统精确模拟落石的刚体。
添加了预测性脚部放置和运动变形，以获得更自然的动作。
流明系统对移动光源做出反应，并适应几何变化。
虚幻引擎 5 将于 2021 年初发布预览版，2021 年底发布完整版，支持次世代主机和现代主机、PC、Mac、iOS 和 Android 平台。
开发人员正在设计向前兼容性，以便用户可以在将项目迁移到 UE5 之前在 UE4 上开始下一代游戏开发。
AI+游戏的完美结合
游戏制作与计算机图形学和人工智能密切相关。 为了达到良好的游戏体验，游戏制作公司也是煞费苦心。 例如，使用机器学习技术进行图像处理，使用卷积神经网络增强角色动画的真实性，在游戏制作的多个环节使用AI提高效率等等。
虚幻引擎开发了专门的人工智能系统音乐音效，用于在项目中创建高保真人工智能实体。
虚幻引擎5还没有发布，我们先来看看虚幻引擎4中的AI系统。根据官网介绍，虚幻引擎4中的AI系统有以下功能：
用户可以同时使用多个系统为虚幻引擎 4 (UE4) 项目中的角色或其他实体创建 AI。 在项目中创建高置信度AI时，从行为树分支到不同的决策或动作，到通过环境查询系统（EQS）运行查询获取环境信息，再到使用AI感知系统获取感官信息（如如视觉、声音或伤害信息），所有这些系统都发挥着关键作用。 此外，这些工具还可以通过AI Debugging工具进行调试，帮助用户了解AI在特定时间的思维和行为。 在 UE4 中构建 AI 和使用这些系统时，AI 是通过以下方式构建的：行为树处理决策过程，AI 感知系统将来自环境的刺激（例如感官信息）馈送到行为树中，以及然后 EQS 处理有关环境本身的查询。
AI行为树
虚幻引擎4中对怪物AI的控制是通过行为树（UBehaviorTree）实现的。 UE4中的行为树是基于事件驱动的，所以不需要像Tick事件那样逐帧检测。
行为树相当于AI的大脑，黑板（UBlackboardData）相当于大脑的记忆。 行为树的运行规则是不断从黑板中取/存数据，然后在行为树中进行处理，行为树中的分支节点（Composites）、服务（Service）、装饰器（Decotator）是相当于大脑的神经末梢节点，可以不断地检测、判断、修改记忆。
下面是行为树的示例，其中 AI 角色在巡逻和追逐玩家之间切换。
场景查询系统
场景查询系统（EQS）用于收集场景相关数据。 EQS可以通过不同种类的测试对收集到的数据提出问题，然后返回与所问问题类型相匹配的最佳项目（Item）。
我们可以从行为树中调用 EQS 查询，并根据测试结果将它们用于后续的操作决策。 EQS查询主要由Generator节点（用于生成要测试和加权的Position或Actor）和Situation节点（用作各种测试和生成器引用的框架）组成。
EQS 的用途示例包括：寻找最近的补充装或弹药、识别最具威胁性的敌人或寻找玩家的视线等。
人工智能感知
除了可以用来确定要执行的逻辑的Behavior Trees和用来获取环境信息的Environment Query System（EQS）之外，虚幻引擎中的AI框架中还有一个工具4 为AI提供感知数据的：AI感知系统（AI Perception System）。
这个系统为 Pawns 提供了一种从环境中接收数据的方式，比如噪音是从哪里来的，AI 是否已经被损坏，或者 AI 是否看到了什么。 整个过程由AI感知组件完成。
该组件充当刺激侦听器并收集已注册的刺激源。 注册刺激后，将调用 On Perception Updated（或针对目标选择的 On Target Perception Updated）事件游戏引擎虚幻4什么意思，用户可以使用该事件启动新的蓝图脚本和/或更新验证行为树分支的变量。
用户可以在AI感知组件中配置感官类型，如“AI伤害”、“AI听觉”、“AI视觉”、“AI触觉”等。
人工智能调试
一旦创建了 AI 实体，用户就可以使用 AI 调试工具来诊断问题或查看 AI 在任何给定时刻的行为。 启用后游戏引擎虚幻4什么意思，用户可以在一个集中位置循环浏览行为树、环境查询系统 (EQS) 和 AI 感知系统。
在游戏运行时按撇号 (') 键可启用 AI 调试。
