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DX10特效全开《Crysis》技术详解

Crytek出品的《Crysis》绝对是今年最受关注的PC游戏，其DX10最高画质下的画面水平已经在向电影化靠拢的路上迈出了一大步。遗憾的是，其高配置要求导致90%以上的用户根本没看过特效全开的《Crysis》画面效果。[b]台湾Mobile01网站[/b]使用一套Intel
Core 2 Duo QX6850和GeForce
8800GTX系统，终于在1024x768分辨率下，勉强以20fps的帧速跑出了DX10特效全开画面，为大家一一展示了《Crysis》的多项创新技术。
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虽然大家现在都跑不动，但将来这些技术和效果都会逐渐出现在其他游戏上，提高PC游戏的整体画面水平。至少，大家来看看Crysis的风景也不错。
[b]超远视距[/b]
CryEngine2使用优化的LOD（Level of Detail细节水平）来描绘环境，游戏中的视距相当于8公里。
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[b]高水准3D模型[/b]
《Crysis》中的3D建模水平极高，运动起来也没有丝毫僵硬感。
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[b]动态模糊（Motion Blur）[/b]
动态模糊效果在《Crysis》中被广泛应用，高画质下即可实现，属于Pixel Shader像素渲染特效。
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[b]景深（Depth of Field）[/b]
景深特效也是Pixel Shader特效，即超过一定z值（据录制点距离坐标）就进行模糊处理。
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[b]光线投射效果（God Ray）[/b]
之前的游戏中，如此类光线透过树叶的效果都是游戏预处理完成的，而非实时生成。但《Crysis》中的此效果可随视角随时改变，是继HDR后又一种模拟实际视觉效果的新特效，该特效也是基于Pixel-Shader。
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[b]几何实例（Geometry Instancing）[/b]
几何实例效果主要针对树叶、数目花草等数量大、性质相同的物理实体生成，使用同样的3D模型来大量生成画面中的物体。该效果并非简单复制，而是可以进行颜色、大小、方向的变化，产生更加真实生动的画面效果。
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[b]水面效果[/b]
液体效果是3D动画的的老大难问题。《Crysis》将水面的渲染水平再次提高了一个档次，其引擎先用模拟波浪算法计算出波浪的未知，再利用镶嵌（tessellation产生碎小多边形）技术描绘水面的细微变化，产生近乎真实的效果。
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海面
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小溪
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瀑布

[b]日夜交替[/b]
《Crysis》支持实时日夜交替。游戏中的日升日落都有真实的效果，交替也更加自然。
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[b]体积光照（Volumetric Light）[/b]
游戏中的光线会同雾、云等相互作用，实现更加真实的效果。
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[b]表面散射（Subsurface Scattering）[/b]
传统3D画面在处理光线射向一个表面时，仅处理反射效应。但在真实世界中，很多半透明的材质在遇到光线时，会将其部分吸收，产生散射、折射的效果。如人的皮肤就有94%的表面散射效果。这一效果的应用也是《Crysis》中人物皮肤如此自然的原因。
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人的皮肤不再像一块塑胶
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树叶的边缘会有一部分透明
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墙壁也有此效果

[b]视差映射贴图（Parallax Occlusion Mapping）[/b]
图中石头的凹凸效果都使用贴图生成的视觉假象。这种凹凸贴图（Bump-Mapping）可用较少的多边形数量表现高复杂度的画面，视差映射贴图（Parallax
Occlusion
Mapping）则是Bump-Mapping的高级方法，用原模型较少多边形数的简化模型，结合法向量、光源和观察者视角，计算出原模型高多边形数目的类似效果。
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[b]战斗尘埃（Battle Dust）[/b]
在激烈的战斗过后，空气中仍然会弥漫着硝烟与尘埃，过一段时间后才会慢慢散去。这才是真实的战场。
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[b]体积雾和体积云（Volumetric Fog，Volumetric Cloud）[/b]
雾和云在《Crysis》中有自己的体积，是真实的存在，而非简单的贴图。进入其中有明显的层次感，游戏中甚至有一个关卡专门用来展示该效果。
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体积云
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体积雾
[b]爆炸效果[/b]
《Crysis》的高动态范围、粒子系统和高画质贴图创造出了惊心动魄的爆炸效果。
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[b]即时环境贴图（Real-Time Ambient Maps）[/b]
一直以来，实时绘图在处理光源时，在意的只有直接光源（Direct Light），对于间接光源（In-direct
Light），由于运算量太大，且人眼对于非直接光源的辨识度没有那么高，所以通常进行简化，例如给予整体环境同样的背景亮度值，或是利用事先产生的光贴图（Light
Map）来制造出明暗的假象。Light Map有个缺点就是必须事先产生，不适合用在光源会实时改变的状况，也因此《Doom 3》（2004）舍弃了Light
Map的作法，仅利用Stencil Shadow + Normal
Mapping来产生画面的明暗效果，虽然所有的光影都是动态产生，但是这种作法也有缺点，就是同时间的光源数受到效能限制，且当光源没有照射到的地方，呈现出的就是一片黑。
为了解决这个问题，各大厂选择不同的作法，例如Valve提出“Radiosity Normal
Mapping”这样的技术，将环境光源值依据三个基准向量各自储存至独立的Light Map，最后透过Normal
Mapping还原，理论上可以处理任意数目的光源，达到环境光源的目的。而《Crysis》采用的作法则是事先计算每个图素（texel）被环境遮蔽的程度（每个点可以被“天空”看到的程度），存到环境贴图（Ambient
Map）中，然后在实际绘制时则依据多边形的法向量、光源的颜色与和多边形的相对位置、以及图素的遮蔽值来还原出环境光源值，Crytek将这个做法称为实时环境贴图（Real-Time
Ambient Maps），其实指的就是Ambient Occlusion（环境遮蔽）这个技术，可以看成是全局照明（Global
Illumination）的一种简化作法。
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《Doom3》的阴影全黑
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《Crysis》的环境贴图效果
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光源即时改变效果（注意左边实物在失去光源后已然可见）

[b]即时环境贴图（Real-Time Ambient Maps）[/b]
一直以来，实时绘图在处理光源时，在意的只有直接光源（Direct Light），对于间接光源（In-direct
Light），由于运算量太大，且人眼对于非直接光源的辨识度没有那么高，所以通常进行简化，例如给予整体环境同样的背景亮度值，或是利用事先产生的光贴图（Light
Map）来制造出明暗的假象。Light Map有个缺点就是必须事先产生，不适合用在光源会实时改变的状况，也因此《Doom 3》（2004）舍弃了Light
Map的作法，仅利用Stencil Shadow + Normal
Mapping来产生画面的明暗效果，虽然所有的光影都是动态产生，但是这种作法也有缺点，就是同时间的光源数受到效能限制，且当光源没有照射到的地方，呈现出的就是一片黑。
为了解决这个问题，各大厂选择不同的作法，例如Valve提出“Radiosity Normal
Mapping”这样的技术，将环境光源值依据三个基准向量各自储存至独立的Light Map，最后透过Normal
Mapping还原，理论上可以处理任意数目的光源，达到环境光源的目的。而《Crysis》采用的作法则是事先计算每个图素（texel）被环境遮蔽的程度（每个点可以被“天空”看到的程度），存到环境贴图（Ambient
Map）中，然后在实际绘制时则依据多边形的法向量、光源的颜色与和多边形的相对位置、以及图素的遮蔽值来还原出环境光源值，Crytek将这个做法称为实时环境贴图（Real-Time
Ambient Maps），其实指的就是Ambient Occlusion（环境遮蔽）这个技术，可以看成是全局照明（Global
Illumination）的一种简化作法。
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《Doom3》的阴影全黑
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《Crysis》的环境贴图效果
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光源即时改变效果（注意左边实物在失去光源后已然可见）

[b]天气系统[/b]
雨天效果在很多游戏中都已经非常逼真，而《Crysis》在雪天的效果上则又有了突破。片片雪花的大小形状、下落速度都各不相同。
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雨天
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雪天
[b]屏幕特效（Screen Effect）[/b]
在屏幕上制造各种特殊效果，以增加临场感。《Crysis》中此效果包括血迹、泥渍、水纹、结冰等。
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血迹
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水纹
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结冰

[b]DX10 vs DX9画质[/b]
《Crysis》支持DX9和DX10，但只有在DX10下才能设置“超高”画质，也只有超高画质才能真正体现其画面效果的惊人之处。
[b]纹理质量比较[/b]
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超高纹理质量
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高纹理质量
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超高纹理质量
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高纹理质量
与截图相比，实际游戏中超高画质的优势更为明显，更加真实。
[b]阴影比较[/b]
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超高阴影质量
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高阴影质量
超高阴影品质支持柔和阴影（Soft Shadow）。

[b]物体质量比较[/b]
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超高物体质量
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高物体质量
图中圈出处可体现出超高物体质量的细节进步。
[b]水面质量[/b]
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超高水面质量
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高水面质量
超高质量下的水面波浪更为复杂
[b]贴图比较[/b]
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超高/高贴图质量
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中/低贴图质量
实际上，《Crysis》只有两套贴图，超高和高公用一套，中低公用一套。

[b]全部设定比较[/b]
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全部设定超高
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全部设定高
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全部设定中
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全部设定低
[b]总结[/b]
先撇开游戏性不谈，《Crysis》的画面已经为整个游戏行业树立了一个标杆，从对《Crysis》画面的分析，我们可以一窥未来两年游戏画面技术的发展方向。

6850
8800GTX
20fps,无语了，
整一个硬件杀手，烧钱的游戏

恩.我的显卡不够...........前天刚换内存之后,现在可以流畅地跑了........反正现在XP也还不支持DX10,我只好玩DX9了.....其实画面已经够爽了

这个游戏再高的配置，效果全开都只有2X帧的。