Cocos全新3D渲染项目 助力游戏开发者打造更真实场景

自2021年8月国内游戏版号停发以来，游戏行业似乎陷入了一种平静的蛰伏状态中——打磨玩法，积蓄力量，等待时机。不论是监管侧或用户侧，都在不断倒逼游戏行业走上精品化、工业化、全球化的道路。游戏精品化不只是一句口号，想要在未来的游戏产业占有一席之地，强大的底层研发技术和对画面细节的掌控能力必不可少。

日前，老牌引擎 Cocos 推出了最新渲染演示项目“Lake”，其展现出的图形渲染能力，无疑给广大开发者打上了一针强心剂。作为国内主流的游戏引擎，Cocos 的泛用性和易用性自不必说，一年更新五个大版本、全面支持2D与3D渲染的 Cocos Creator 更是将实现次世代画面的野心牢牢烙印在了引擎的基因中。

相较于 Cocos 在去年8月推出的充满未来感设计与复杂光效渲染的“赛博朋克”场景Demo，此次的“Lake”则更侧重于对真实场景的还原。基于Cocos Creator3.4.1版本强大的计算能力与成熟的编辑器系统，“Lake”项目向用户开放了近百个调试选项，开发者可逐一调试、比对，以便更好地理解掌握引擎的渲染能力。

选择画面还是性价比?

随着手机性能不断提升，游戏画面的精美程度也在不断增长，但这种增长并不是无限制的。除画面以外，玩家对游戏还有着更多的要求：加载要快，世界要大，细节要精。这意味着，想要做好实时渲染，必须谨慎利用手中有限的资源。

由于这次“Lake”开放了网页测试，用户便能亲手感受到 Cocos 在性能与画面之间所做的精巧的权衡：PC端即使特效全开也能稳定在60帧，手机端在简单调整几个选项后，也能从优美的湖光山色中获得流畅的观赏体验。

从图中可以看到，这次 Cocos 构建了一个包含山、树、花、屋的复杂大范围平面反射场景，而且不管在任何角度都能观察到完整无缝的反射倒影，这正是使用了反射摄像机技术所实现的反射效果。

相较于只能对已渲染画面产生反射效果的ssr或sspr，反射摄像机技术让用户在任意角度都能完整观察到物体在水中的倒影，但同样的，性能消耗也会大幅增加。简单来说，就是反射的物体都要重新渲染一次。为了平衡重新渲染所带来的计算压力，也为了在较低性能下也拥有优秀的画面表现，Cocos这次采用了低反射分辨率+taa抗锯齿+FSR超分辨率技术的组合优化方案。

FSR是AMD全新、开源的高质量渲染解决方案，特别强调创建图像的高质量边缘。以低分辨率的运行压力来输出高帧数、高分辨率的渲染结果，这对于每一个游戏厂商来说都意义重大。因为这意味着在有限的硬件条件下，用户能从单一场景中获得更多信息与更完整的游戏体验，更加可信的近景细节、0.5秒的加载速度、10%的帧率差别，这些细节堆叠起来，可能就是一个游戏成功与否的关键。

此外，屏幕空间内GodRay/LightShaft和用来增强阴影细节的SSAO技术，也是以较低代价获得较高光影质量的方案之一。Cocos先将天空盒上的亮度作为亮度信息，在预处理阶段计算出一张明暗贴图，然后剔除掉被遮挡的部分，以光源位置为中心作径向模糊效果，最后叠加到光照结果上，就得到了极具电影感的GodRay效果。SSAO技术则能计算出画面中任意一点被周围几何体遮挡的百分比，然后根据遮挡的部分计算需要的阴影数量。墙角、褶皱、物体接触面较暗，而完全暴露在阳光下的部分则更亮。从原理上理解光影结构，才能用技术手段去还原现实场景，凭借有限的资源占用来实现最大化的渲染效果，一直是Cocos Creator持续优化的方向之一。

模块细分，让众口不再难调

作为立足于开发者的开源引擎，Cocos 对实际项目中遇到的问题极为敏感。对不同项目、不同需求、不同设备进行差分式处理，这一功能在“Lake”的渲染管线中得到了极好的体现。网页测试中提供了六级渲染等级预设，可根据用户的设备情况智能调整渲染设置。此外，还有上百个调试选项可供开发者调整使用，几乎可以动态控制大多数渲染细节，并能在调整后直观地看到渲染结果。

重要的是，渲染结果不仅仅只是动态的画面，还包括实时帧率等一系列画面参数。这些具体的数值帮助开发者在做决策时，能更敏捷地判断项目技术需求，而不必在某些画面细节上浪费太多时间——画面只是用户体验的一部分。虽然很重要，但依然只是一部分。

Cocos 依靠自身高伸缩性的渲染管线设计，能让每个开发者更自由的缩减或强化想要的部分，以达到合适的美术表现，这也符合了 Cocos 一贯的设计理念：轻量、高效。当然，想要画面上的突破，还需要对硬件设备的物尽其用。Cocos 特别针对低算力设备进行了CPU、GPU的开销优化，利用CPU多线程、GPU并行渲染等能力，力求让每一个用户都能得到更加完整的游戏体验。

以引擎能力为基，探索数字内容边界

虽然这次的“Lake”已经证明 Cocos 能创建准CG级的画面表现，但显然 Cocos 对数字内容的野心远不止此。

游戏层面，一方面通过“赛博朋克”和“Lake”展现中重度游戏的制作实力，另一方面Cocos 也不忘持续优化轻度用户的游戏体验。Cocos Creator 3.3版本在小游戏平台上启动性能、运行性能和物理性能评分都达80分以上，相较以往启动性能更是直接翻了一番。快速触达、高效耦合，从架构层面为开发者添砖加瓦，助力优质内容的传播与引爆。

泛内容层面，Cocos与腾讯、华为、字节的合作，也为未来开拓了更多可能性。作为全球首家全面支持鸿蒙系统的游戏引擎，Cocos Creator 早在3.2版本就已上线支持HarmonyOS的多设备协同能力，并在V3.3、V3.4中保持高速迭代优化，助力开发者能一站式创建基于鸿蒙系统的不同应用，并支持一键打包发布到平台。

此外，推出赋能教育行业的可视化课件制作工具 Cocos ICE，或是在车机、虚拟角色、数字孪生、XR/VR、IoT等前沿领域的深度拓展，无一不彰显着 Cocos 对构建生态共荣，与行业携手前进的决心与努力。

Cocos深知，制作符合用户需求的内容永远是第一目标。“Lake”的意义，不仅是向我们展开了一轴涟涟清波，团团翠叶的湖中画卷，更像一张未来世界的邀请函;扎实可靠的引擎技术只是画笔，未来的颜色掌握在我们每一个开发者手上。

技术迭代不是一朝一夕，而是一个螺旋上升、持续发展的过程。让我们拭目以待，作为国产老牌引擎的Cocos，接下来的日子里还会给我们带来怎样的惊喜。未来，也希望Cocos与广大开发者共同努力，为大家献上更多、更优秀的数字内容。

审核编辑：符乾江