战地离不开的寒霜引擎到底有多好/烂?寒霜的技术发展和幕后故事

大家好这里是韭王的游戏引擎杂谈的第二期,今天我们就来聊一聊战地系列的看家法宝----寒霜引擎。这款引擎从出生起就一直充满了戏剧化,我们不仅会介绍寒霜的技术演化,而是会更多地聚焦这款引擎背后DICE与EA勾心斗角的故事(不得不说EA还是太有活了)。

*全文长约4500字,阅读需要约8-10分钟*

【寒霜引擎的前身】

要论寒霜的好坏,我们就先得从战地的历史开始讲起。战地系列也不是从一开始就用的寒霜,最早的战地引擎可以追溯到《战地1942》时代,那时的战地所用的引擎名为“折射”(Refractor Engine)。

1942折射引擎

折射引擎最开始也并非为战地系列而打造,甚至不是DICE研发的,而是出自另一家工作室Refraction Games。

从名字不难看出,折射引擎正是来自于这家同样名为“折射”的工作室。这家工作室同样位于瑞典,折射引擎则是为了他们的游戏《代号:鹰》而专门打造的。

代号鹰

在DICE为他们野心十足的新作《战地1942》招兵买马时,折射工作室被看上,顺带连着折射引擎也一并被DICE收入麾下。成也萧何败也萧何,备受争议的DICE前任CEO帕特里克索德兰也是在此时坐上了这个宝座,这一当就是近20年,这个我们之后再讲。

帕特里克索德兰

顺带一提,当时的DICE也不叫DICE,而是叫作Digital Illusions,至于后面的Creative Entertainment是什么时候加上去的网上存在各种说法,普遍的共识是在2005年左右DICE的叫法才开始流行起来,这个节点也正是DICE被EA收购前后。

在这之前,EA不过是战地系列的发行商而已,DICE也还保持着自由身,这个状态一直保持到2006年。在这期间,除了我们刚刚提到的1942外,DICE还制作了《战地:越南》和《战地2》两部战地作品和零零散散的一些DLC,外加另外几款不太出名的赛车游戏。在开发中,折射引擎的缺陷也开始逐渐暴露出来----他们需要更换一款全新的引擎以支持新作的开发,这便是我们今天的主角:寒霜引擎。

初代寒霜logo

【并不是很有意思的寒霜发展史】

虽然寒霜于2008年才公布,但是据员工回忆,早在2004年,寒霜的开发就已推上了议程,到了2006年团队就拿出了用来演示的DEMO。所以实际上EA当时除了看中战地系列外,寒霜引擎很可能也是收购DICE的主要原因之一。

不得不说,当时的DICE确实是意气风发,员工也可以说是整个业界最出色的一批人。2008年,随着《战地:叛逆连队》发布,寒霜引擎迎来了它的首秀。

初代寒霜的看家本领便是破坏系统和HDR音频,没错直到叛逆连队时,系列标榜的破坏系统才首次上线。不过破坏系统最开始并没有被作为寒霜的主要卖点,团队更多的精力则放在了刚刚提到的HDR音频上。

说真的,这玩意能上GDC我是没想到

不过,所谓的“HDR音频”实际上不过是一个混音系统而已,和今天的“战场混音2.0”并没有什么区别,与其说是技术革命不如说是一个失败的营销噱头,反倒是破坏系统一经亮相就受到业内和玩家的一致好评。

能拆楼的多人游戏当时确实很稀奇

在当时,场景破坏几乎是单机游戏的专利,毕竟在单机游戏中,破坏通常只需要按设定好的脚本执行即可,但在多人游戏中,事情就没那么简单了。

首当其冲的就是同步问题,不能出现你破坏了一堵墙而其他人的电脑中这堵墙还是完好的的情况,这就使得破坏必须要在服务器端计算和储存;其次就是性能,即便是在单机游戏中,破坏效果的成本通常都很高,而多人游戏中通常还需要支持大规模同时多次的破坏,这就对优化带来了相当大的考验;最后,破坏必须为了游戏性而设计,不能单纯用来炫技。

寒霜的答案听上去很简单,开发者首先为破坏前后破坏后分别预制两套网格,并在破坏瞬间实时替换。这样只需在本地处理替换过程的动画即可,破坏的位置可以通过服务器实时同步,这就解决了多人游戏破坏最最核心的问题。关于破坏系统大家可以前去看这个视频:

这个方案如此完美,甚至在此后近20年后都没有出现什么本质上的改变,可谓万变不离其宗。不过事情如果真的这么简单,寒霜就不至于制霸实时破坏多人游戏这么多年了,它的秘诀在于如何巧妙地掩盖替换网格的过程。

寒霜的解法是在破坏时生成一堆烟雾和粒子来遮盖需要替换的表面,这也是后来业界的标准做法。

不过,初代的寒霜效果非常简陋,为了权衡性能,粒子没有物理效果,烟雾遮蔽也很淡薄,这也使得叛逆连队的破坏效果非常容易穿帮;同时,能够破坏的结构也很有限,看似相同的墙体,有些能破坏有些则不能,这不仅仅会给玩家带来困惑,还会带来一些平衡问题。所以,仅在一年后,寒霜就带来了第一次大型更新。

在2009年发行的《战地1943》中,可破坏区域得到了极大的扩展,破坏不再仅限于特定的墙体和物品,除了不能炸倒房子外,几乎是肉眼可见之处均可破坏。

烟雾浓厚,已经很难分辨替换的瞬间了

同时,破坏效果也得到了升级,粒子不仅限于细小的碎片粒子,更大的砖块和瓦砾粒子也被加入;得益于havok引擎的驱动,这些粒子也开始有了物理效果,整体的视觉效果得到了巨大提升。

《战地1943》的破坏系统可以看作是寒霜1.5的试验,目的是在之后发布的《战地:叛逆连队2》大规模使用。寒霜1.5也的确不负众望,在叛逆连队2中取得了惊人的视觉效果,大多数房屋都可以通过结构破坏而直接炸塌。

即便放在今天的战地,这种规模的破坏也是难以想象的,所以不少老玩家将叛逆连队2破坏系统奉为系列最佳也就不难理解了。

不过,这种褒奖也可以反过来理解,即寒霜之后在破坏效果上就再无更多建树。这种评价某种意义上是正确的,但寒霜的护城河绝不仅是破坏系统。作为驰名业界的技术狂人,当时的DICE是被称作图形学奥斯卡的SIGGRAPH的常客,对于先进技术的追捧是有目共睹的。随着2011年《战地3》的发布,寒霜迎来了第一次版本号的迭代。

寒霜2带来的一项重大技术突破是成功在多人游戏中应用当时被看作是昂贵且小众的(半)实时全局光照,同时它还是第一批搭载了完整的延迟着色器(Deferred Shading)的引擎,这项技术一劳永逸地解决了多动态光源的问题,可以说是第七世代绝对的先驱。

仅在2年后,寒霜3接踵而至。寒霜3并不是什么branding的噱头,它带来了图形学的革命之一----PBR材质,同时还实现了以往仅在单机游戏中才能体验的大规模联动破坏和地形改造。《战地4》中,你可以炸水坝,可以炸大楼,在当时的游戏界可以说无人能出其右。也正是在这个阶段,寒霜3的优异表现吸引到了EA的注意。

战地4的大型破坏现在看也挺震撼的

【很有意思的勾心斗角篇章】

实际上,EA对寒霜3这样一款优秀的“通用引擎”垂涎已久。

在以往的游戏开发中,工作室往往都是各自为政开发游戏,使用的自然也都是各自的引擎。对于EA来说,这无异于自家的工作室每天都在重复重头开始造轮子的过程,大笔资金就被这样白白的浪费了,作为一个精明的商人,这显然是EA所不能接受的。

当然EA也不是没想过解决的办法,早在收购DICE前,EA就尝试过使用Criterion Studio开发的RenderWare引擎作为通用引擎。

能被EA相中,这款引擎当然也不是什么泛泛之辈,RenderWare在PS2时代大放异彩,一度占据了市场50%以上的份额,是第一款获得大规模成功的商用引擎,赫赫有名的《GTA罪恶都市》和《圣安德列斯》都是这款引擎的用户。

虽说EA是为了RenderWare而收编Criterion,但它并不希望旗下某个部门只做“没有回报”的生意,我养着你你必须产生商业回报,这就和我们国内的公司很相似(是吧,百度?)。虽说引擎出租也算是商业回报,但EA更希望Criterion做些更实际的事情,比如开发游戏。

C社的技术力实际上挺强的,可惜摊上了EA

因此,与其令其继续将重心放在引擎的开发和维护上,EA转而逼迫Criterion开发游戏Burnout。此时正值第六世代主机向第七世代的过渡期,RenderWare因此错过了PS3初期的黄金时代,此前的老客户纷纷开始转向其他商用引擎。还有一些公司如R星,由于领略了商用引擎的不确定性而决定自研引擎,间接地促成了传奇引擎Rage的诞生----跑题了

当发现RenderWare落后后,EA毫不犹豫地裁掉了这个项目,RenderWare 自此彻底消失在了时代的长河中。

我们说回寒霜。为了防止重蹈RenderWare的覆辙,EA此次对寒霜3的推广可谓是无所不用其极,甚至不惜采取了强迫的方式,不管你做的是什么游戏,什么类型,就算你做植物大战僵尸,也必须用寒霜做(部分头部工作室如重生得到了一定程度的豁免权)。

我说什么来着?

虽然寒霜3确实是一个优秀的引擎,但它也绝非万能,在推广的过程中很快就发生了大大小小的问题。

其中最经典的就是Bioware的情况了。在开发《龙腾世纪:审判》期间,Bioware就不止一次公开吐槽寒霜难用,没有背包,没有存档系统,一切RPG元素都要从零开始构建。

那些硬是啃下寒霜3这款硬骨头的游戏,如《极品飞车:宿敌》和《FIFA》等也或多或少有着这样那样的性能问题。

虽然在《星球大战:前线》和《战地1》中寒霜3大放异彩不假,但那是DICE自己做的啊!

摄影测量法神力yyds

显然寒霜3根本就不是为其他游戏类型打造的,甚至说寒霜3仅是战地的专用引擎也不为过。整个EA上下,可以说除了DICE以外,没人玩的转寒霜。DICE对此当然清楚,毕竟一个巴掌拍不响,EA对寒霜的推广其实某种程度上来说也是DICE自己下的一盘大棋。

DICE作为EA最大的第一方工作室之一,与其他工作室相比,与EA的关系就更为微妙。一方面DICE想要更多的主导权,CEO帕特里克不止一次在公开场合透露DICE的野心;一方面又忌惮着EA----毕竟EA的工作室杀手之名可不是空穴来风。

由于内部残酷的优胜劣汰机制,很多工作室仅因一部作品口碑或销量不佳而惨遭“优化”。DICE以往对EA施加的若隐若黎的压力其实正是商业上非常残酷生存之道,DICE深知战地虽然是EA的金字招牌,但也不能靠这一个IP吃一辈子,一旦战地系列销量疲软,DICE很难明哲保身。向EA强推寒霜,其实正是DICE将自己与EA深度绑定的策略。

为了解决引擎通用性的问题,2016年,DICE直接从工作室中划出一批人手专门负责寒霜的维护,EA方面也成立了Frostbite Labs工作室开发Virtual Human系统(和UE的Meta Human很类似)。但是计划赶不上变化,还没等寒霜的修补有什么起色,DICE之前担忧的生死存亡危机就已然到来。

由于《战地5》开发期间EA的粗暴干预,做了18年DICE CEO的帕特里克索德兰直接带着近半数员工出走,DICE一下子就从呼风唤雨的传奇工作室沦为了一具行尸走肉,寒霜的开发也全面搁置。

虽然寒霜3是首款搭载了光追的3A游戏引擎,但也就仅此而已了。《战地5》中所使用的寒霜3,与2013年《战地4》所用的版本根本是相差无几,而这几年间为了其他游戏类型而做的“兼容”也使得寒霜3的代码迅速膨胀,使得现在的它无异于一座代码屎山。

致敬传奇老将寒霜3

为了寒霜的未来,也为了战地“下一个十年”,DICE决定痛定思痛重构寒霜引擎。不同于以往的打补丁,这个重构是字面意义上的。这不仅对DICE来说是一场豪赌,对EA也是一样,一方面,DICE出现了严重的人员真空,本就令人担忧的新战地也将因更换引擎而影响开发进程;另一方面,在引擎重构后,好不容易建立起来的工作流又得推翻重做,对于这几年忍气吞声的其他工作室来说无疑又是一次考验。但是EA也很清楚,寒霜到了不破不立的时刻,因此它和DICE签订了类似于“对赌协议”,要求DICE在半年内完成引擎的重构。

DICE也是不负众望,最终花了整整3倍的时间才完成这项任务。其实这并不奇怪,就算是强如DICE,在半年内重构一款用了十几年的引擎也确实强人所难了,但怪EA也不对,毕竟这个路线图是EA与DICE共同商议的结果。无论如何找补,时间超支的结果就是新作战地的开发被严重耽搁,外加疫情影响和EA从中作祟(又来?),2042也成为了战地系列里那个不愿被提及的嘉豪。

在2042开发中,DICE中又陆续有元老退出,EA也趁势介入,将来自自家旗下工作室的资深员工狠狠注入DICE内部。为了进一步夺舍DICE,EA还派出了无论如何无法拒绝的大将----文斯赞佩拉坐镇DICE LA主管,其目的不言自明,就是要剥夺DICE瑞典本部的话语权,将整个战地IP牢牢握在美国这边的自己手中。

然而,DICE在引擎上的下注也没能为自己争取到任何价值。重写后的寒霜抛弃了末尾的数字,转而单纯使用“Frostbite”作为商标。除了对其他游戏类型的兼容外,新寒霜与老版本可以说是毫无优势可言,某种程度上来说甚至不如寒霜3,老DICE那种对技术的狂热极客精神也是荡然无存。

就连logo都让人无力吐槽

在易用性上,新寒霜也仍旧没能改变寒霜3的处境。在发布后的4年里,仅有《极品飞车:无限》,《Unbound》和《死亡空间重制版》使用了新寒霜引擎,EA也不得不在2023年末撤回了对旗下工作室使用寒霜引擎的硬性要求,寒霜的普及化闹剧正式告终。

【尾声】

这场闹剧以EA与DICE两败俱伤而收尾,在这之中,DICE无疑是最大的受害者。这场灾难的结果是,Bioware的《龙腾世纪:审判》DLC因引擎问题流产,叠加《质量效应:仙女座》与《圣歌》两部作品失利使得Bioware颜面扫地;Visceral工作室被关闭,星球大战IP落入DICE之手;前朝元老Criterion和Ghost Games被并入战地工作室,极品飞车前途多舛;战地IP也从DICE自有变成了大锅饭,不但与EA强绑定的美梦落空,甚至连自己的人员组织也被EA渗透了个一干二净。

此时的寒霜已不再是业界备有名望的引擎,今天的图形学界也不再需要这样一款由一群疯子做的黑科技引擎。某种程度上来说,寒霜的处境和Crytek的CryEngine很相似,它们都因技术优势在21世纪初打遍天下无敌手,也在之后因各自自身的原因退下神坛,最终沦为了历史长河中的一粒微粟,世间万物轮回又何尝不是如此呢?

(完)

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