国产引擎的「进化论」，做了12年的Cocos如何打动游戏人
- 游戏陀螺
- 2022年3月17日10时
在各大领域，“自主性”都在成为一个越发热门的话题。在游戏这个大赛道上，国内有一些坚持不懈的厂商，已经在自主研发的道路上走出了自己的方向，成为行业的开拓者。
游戏引擎作为游戏内容生产的底层基石，国内自主品牌如何匹配整个行业的发展需求？带着这个疑问，我们采访了老牌引擎 Cocos。
半年前，Cocos 刚刚发布了一则赛博朋克风格的渲染效果技术演示，刷新了业界对其以2D占据游戏行业半壁江山的印象——原来，Cocos的3D能力已经达到3A级水平。近日，官方又发布了一则侧重逼真图形渲染能力的演示demo「Lake」，通过平面反射、模拟光束、阴影等画面细节上的打造，直观地展现了引擎在3D内容上的惊艳表现。
此次演示项目蕴含了 Cocos 哪些3D技术上的新成果？作为一款国产引擎，Cocos 未来还将在哪些领域做出探索，如何协同国有品牌共建数字内容行业生态？
针对上述问题，游戏陀螺与 Cocos 引擎 CTO 林顺及引擎开发工程师 youyou展开了对话，从 Cocos 的技术发展路径中，我们或许可以一窥“中国制造”在引擎领域的多彩未来。
水面上的光与影：由 Cocos 构建的真实临场感
此次技术演示选取的是一片清丽的荷塘作为主题，木屋、远山、波光粼粼的湖面，都让这次的技术演示显得格外有意境，国风十足。
之所以选用湖水场景来做展示，这次demo的制作者youyou表示这是为了展示引擎在不同风格下的渲染能力。如果说此前赛博朋克场景体现的是引擎的光影渲染能力，那么湖水场景体现的就是引擎的“真实场景渲染能力”。
“湖水场景中有大面积的水，可以很好地展现反射效果，补足赛博朋克场景中未能展现的能力，另外湖水场景也能够很好地展现引擎的 web 端渲染能力。”youyou如此解释。
要构建一个逼真的游戏场景，必定会涉及到游戏画面中光线与场景所衍生的复杂关系。我们现实生活中各类光源下不同场景自然发生的光影效果，要在游戏中做出类似重构，其工作量和呈现难度可都是很具挑战性的。Cocos 无疑希望借助新的Demo展示，让开发者们能清晰看到引擎在构建真实场景上的3D技术沉淀。
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低性能消耗下的细腻光影呈现
首先，Demo Lake展现了 Cocos 已然实现的高质量平面反射，引擎可以通过动态调节反射分辨率去获得更高的帧率。
一般游戏会使用 ssr 或者 sspr 去做平面反射，但这种只能对已渲染画面内的物体产生反射效果的技术方案，无法达成“从湖面反射天空”这样的自然效果。而基于反射摄像机技术倒是可以达到较好的渲染效果，但由于反射的物体都需要再渲染一次，其性能消耗非常大。
鉴于这两种方案的局限性，Cocos 选择在降低屏幕反射的分辨率后，配合 TAA 降低锯齿以及 FSR超分辨率技术(AMD FidelityFX Super Resolution) 去提升渲染质量，由此让屏幕反射得以在可接受的性能消耗下得到较好的视觉效果。
注意看湖面的倒影
其次，Cocos 在这个Demo中实现了屏幕空间内的GodRay / LightShaft和SSAO应用。这两项技术方案，都能够以较低的代价去模拟光影效果、计算画面中各点的阴影遮盖面积。借由这些技术方案，开发者便可以更为便捷地描绘光源与各处场景交织而成的明暗变化，用更丰富的光影细节营造接近于真实的世界。
细腻的光影效果
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高自由度渲染管线，一如既往的易用
目前看来，Cocos 在3D场景的打造上已然具备强大而实用的技术支持，值得关注的是，引擎的易用性依旧十分出色。
Cocos Creator 实现了非常自由的渲染管线，开发者几乎可以动态控制大多数渲染细节，并观察到大多数阶段的渲染结果，这对调试渲染结果会有很大的帮助。对此youyou强调到：“Demo lake中最难的点在于实现了更加复杂、自由度更高的定制渲染管线，基于这个渲染管线的湖水场景提供了非常多可以动态修改的选项来调整渲染效果。”
这些效果都可以打面板右上角的Settings 去做测试，不论是桌面还是主流手机端都可以流畅运行并且拥有不错的画面表现。Cocos 目前也公布了可玩的Web链接，感兴趣的朋友可以点击文末的【阅读原文】去亲自体验。
另外，youyou还补充到：“在 3.6 版本中我们会公布新的渲染管线框架，基于这个框架开发者可以轻松自由定制自己的渲染管线，也可以直接使用引擎内置的渲染管线。新的框架提供了一套统一的 api ，开发者只需要在 ts 端编写对应的管线内容，native 端引擎会自动进行处理，当然如果开发者希望 native 也自己处理的话也是完全没问题的。”
可以说，Demo Lake 生动展现了 Cocos 越来越扎实的3D技术支持，以及便捷易用的核心优势，而这样的突破可不是一朝一夕所能达成的。持续的进步，正是 Cocos 如今最亮眼的成长趋势。
回顾 Cocos 过去一年的努力，就不难看出如今正是Cocos在3D征途上的重要节点。从2021年初发布的Creator 3.0版本开始， Cocos 统一了 2D 与 3D 的开发工作流，兼顾着轻量与重度游戏的开发体验，随后更新的4个大版本，更是持续强化着引擎的功能支持。
多线程渲染架构和 PhysX 物理支持、支持 HarmonyOS 多设备协同能力、更丰富的基础功能、光照模型和渲染的优化、渲染管线的强化……一系列显著的技术突破，都让引擎在“实现 3D 技术突破、优化 2D 性能体验”的目标上越走越远。
从被普遍认为只能做2D轻度游戏到如今在3D领域高歌猛进，Cocos 在技术上的积淀与突破令行业瞩目。而与华为、字节等国内厂商开展深度合作，并在多领域推动新尝试的动向，更是让我们看到了 Cocos 作为国产引擎所具备的强大潜力。
多领域布局，Cocos 不止可以做游戏
数字人、元宇宙，近年来与数字生活相关的概念层出不穷，元宇宙的真正形态及其将如何人们生活等热门话题争议不断。
在 Cocos CTO 林顺看来，尽管从业者对元宇宙的看法不尽相同，但可以确定的是，在人们日常生活中出现频率越来越高的虚拟角色，背后其实代表着数字内容全面发展的行业趋势，而构筑元宇宙并非一朝一夕之事，需要数字内容在不同维度升级扩展，元宇宙的真实样貌才能逐渐清晰。
作为创造内容的基础设施，开发引擎自然是不容忽视的一环。林顺表示，在元宇宙迈入下一个阶段的道路上，Cocos 将凭借自身优势坚持服务于内容创作。
一方面，Cocos 一直以来聚焦于移动平台，为IoT、XR设备或浏览器提供轻量级、高效能的专业开发工具；而且在点击触发使用的新型应用场景方面，Cocos 也具备一定优势。
低算力 IoT 设备的交互 UI也适用 Cocos 引擎
拿AR设备来说，更适合这样触发式响应，内容无需经过搜索下载、安装打开，而是通过识别标签就可以触发内容。因此接下来AR将是 Cocos 重点关注的领域。“AR设备在算力方面相对有限，发热量比较敏感，对续航能力的要求也比较高，这非常适合 Cocos 在开发工具和运行环境上做匹配优化工作。”林顺展望道，“从整个行业来看，AR的应用场景会越来越多，很可能成为下一代计算设备。”
另一方面，基于长期在移动端、小游戏、Web等平台的3D化内容以及供应链的投入，Cocos 得以跟上新时代前沿产品的开发需求。
以 Cocos 虚拟角色这个典型的3D内容为例，目前被广泛应用在车机、智慧健身等对整体运行环境要求较高的设备上，这恰好与 Cocos 一直在提升的引擎运行效率的能力相匹配。今后，Cocos 将紧扣社交化场景，深入语音聊天、智慧家居、智慧健身等领域，帮助开发者创作更多相关应用。
Cocos Creator 目前已经实现创造虚拟人所需的建模、口型、动捕、渲染、AI接入五大关键技术
一直以来，技术开源和生态被视为 Cocos 最重要的两道护城河，进入多元化领域后，这两点优势也给 Cocos 带来了不少裨益。林顺解释道，“游戏引擎其实是一个非常活跃的社区，包容了万千开发者。他们围绕 Cocos 引擎开发内容、写书、写教程，将不同的想法和创意通过引擎落地，最后实现自己的梦想。可以说每位开发者都是整个生态非常重要的组成部分。”
事实也证明，良好的生态和一群活跃的开发者的确有利于 Cocos 探索前沿领域。Cocos 发现，在尚未进入教育行业之前，早有开发者先于他们踏足其中，而现在90%的线上教育行业企业都使用 Cocos。另一个典型的例子是元宇宙，尽管 Cocos 并没有开展元宇宙项目，但目前他们已经看到不少开发者在使用 Cocos 引擎打造元宇宙产品。
从稳固3D技术以承载更复杂的内容，到依托自身优势发力多领域布局，我们不难看出近年来 Cocos 专注于巩固引擎生态的决心以及加高技术壁垒的定力。但林顺表示，Cocos 不会满足于眼下阶段性的成果，他们脚下的道路依然很长。
在虚拟角色方面，Cocos 看到了开发者对于呈现复杂效果的需求，未来将致力于帮助开发者实现各种风格化渲染；在内容生产层面，能够实现超大型场景超写实效果将是 Cocos 长期努力的目标；在更远的未来，Cocos 希望可以延伸到诸多行业的实景应用，涉及人们生活的方方面面。
携手不同业态厂商，为开发者提供更广阔的舞台
在不断进行技术革新，完成多领域布局的过程中，Cocos 还积极与国内厂商合作，持续为生态赋能。去年6月，Cocos 宣布与华为海思麒麟 GPU 团队合作，双方强强联手用“芯片+引擎”的跨界合作模式谋求进一步发展。
对此林顺表示，华为海思麒麟 GPU 团队与 Cocos 在引擎底层设施上展开的合作，是基于双方对生态互补、共同获益的共识。
“从渲染后端和硬件能力的角度来看，在引擎架构设计方面，Cocos 对硬件能力的使用方式还没有达到最高效。如何达成最佳实践，对我们来说，这是非常重要同时也是充满挑战的事。而来自海思GPU团队专家组提出很多宝贵的改良意见，有助于我们重新检查设计，对我们的帮助非常大。而对于芯片厂商来说，游戏引擎正是一块良好的试验田，游戏所承载的内容可以驱动芯片完善设计工艺，提供负载测试，进而推动芯片性能迭代。”
同月，Cocos Creator 3.2 版本还正式支持HarmonyOS，成为全球首个支持华为HarmonyOS的游戏引擎，助力开发者产出具备多设备协同能力的应用。
鸿蒙多设备协同
在林顺表示：“Cocos 非常乐于见到华为能不计代价地投入操作系统的研发，能够支持国内厂商建立更完整的生态，也是件非常有意义的事。于 Cocos 而言，一个好的操作系统有赖于生态和内容的共同生长，而游戏引擎则是获得优秀内容的绝佳桥梁。能够推动生态的成长，我们很兴奋也很激动。”
不止如此，Cocos 引擎与华为的合作还可能给广大开发者带来更多的市场空间，一旦华为鸿蒙的生态做大，开发者的内容也将有更广阔的平台。比如目前鸿蒙所具备的多设备万物互联能力，结合 Cocos 目前持续迭代的引擎技术，可供开发者施展的舞台将得到扩展。
未来，Cocos 还希望在服务、工具、平台等层面与不同业态展开广泛合作。在数字人领域，Cocos 计划与第三方AI语音团队携手，共同赋予数字角色实时语音交互的能力；在教育领域，Cocos 希望与教育机构合作，共同拓展智慧教育机构；而在车机领域，Cocos 已与芯片厂商联合推出解决方案，服务汽车行业。
结语：
作为一款愈发受到行业关注的开发引擎，Cocos 既有技术上的扎实前行，也有多领域的创新尝试，其成长速度着实让人为之侧目。
而在 Cocos 身上，我们也看到了开头那个疑问的答案——国内厂商的“自主性”体现在，为中国乃至世界的用户构建出更好的体验与生活。这当然不会是一条轻松的道路，我们也深知技术迭代不是一朝一夕，而是一个螺旋上升的发展过程，期待着 Cocos 们能给我们带来更多惊喜。
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