还记得你第一次看到PS1游戏时被那“精致”的3D画面所震撼的感觉么?能否想起玩PS2游戏的你第一次看到PS3游戏时所发出的惊叹词?上一次让你对一款游戏的画面赞不绝口是什么时候来着?过去每当有游戏机世代交替时,我们看到新游戏画面时常常都会发出“哇”地惊叹,而现在大多数都是面无表情的“哦”。画面没有进步?还是我们的口味变刁钻了?那么AGamer今天就来聊聊游戏画面问题。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

影响画面的直接因素

对于大部分人来说,看到游戏画面时都能够通过肉眼直观地说出“好”或者“不好”,事实上这其中包括了以下三个方面。

  • 直接因素一:多边形

索尼PS游戏机最初的卖点之一就是3D,在3D游戏中,角色和场景都不再是一张二维图片, 而是一个3D模型。多边形数就是其中一个非常重要的参数。通俗点说,正多边形边数越多,就越趋近于圆形,就越显得“圆润”,反之边数越少,就越棱角分明。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

多边形数越多,越“圆润”

当年世嘉推出的DC(Dreamcast)每秒可处理300万个多边形,而索尼的PS2号称每秒可处理7500万个多边形。这一点其实是索尼夸大其词了,实际上并没有那么厉害,但是这个宣传确实让一部分玩家放弃了购买DC而继续等待发售较晚的PS2。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

差别比较明显

随着主机游戏机能不断增强,可处理的多边形数也越来越大,模型看上去就越真实。

PS1《铁拳》三岛一八大约100个

PS2《鬼泣》主角用5000多边形,普通敌人3000多边形

PS3《暴雨》1.5万

PS3《神秘海域》2~3万

PS3《神秘海域》德雷克3.7万

PS4《杀戮地带》人均4万

PS4《声名狼藉》主角6万

多边形数量的提升带来的效果并不是线性的,而是衰减的。当多边形数量达到一定程度时,再往上对于玩家而言也没有那么大的差距了。举个简单例子,当正三角形增加一条边变成正方形的时候,形状变化较大。而当正九十九边形增加一条边变成正一百边形的时候,看起来都跟“圆形”没什么区别。所以从PS2模型到PS3模型,给人一种质的飞跃,而PS3到PS4虽然多边形也有增加,但是给人的变化并不那么“明显”。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

差别不那么“明显”

  • 直接因素二:分辨率

PS2平台上的游戏标准分辨率是640x480,而PS3平台部分游戏可以达到1280x720,到了PS4平台,一些游戏分辨率可以达到2560*1440。这些枯燥的数字稍微不太容易理解,我们可以简单的将这三个理解为看视频的“标清”、“高清”和“超清”(这里只是比喻)。我们在看“标清”视频的时候有一种模糊的感觉,而“高清”则相对清晰一些,至于“超清”就可以将细节都展现地淋漓尽致。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

不同分辨率效果

在PC上使用PS2模拟器调整分辨率就能够得到超过PS2实机的画面,这就说明分辨率是影响画面的其中一个因素。很多游戏都推出过高清重置版,这些游戏在提升了分辨率之后,画面效果也随之提高了一个档次。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

PS2与PS3《战神》画质对比

  • 直接因素三:贴图材质

仅仅改变分辨率是不够的,贴图材质也是非常重要的一个因素。“材质”用来指定物体的表面或数个面的特性,它决定这些平面在着色时的特性,如颜色,光亮程度,自发光度及不透明度等。制定到材质上的图形称为“贴图”。这些定义还是让人有些阅读难度,不如我们就拿下面的两个手雷分析。左边的手雷明显外观要更加清晰,而右边的手雷要模糊一些,特别是手雷上面的字几乎看不清。即便是两边都使用相同的分辨率,材质的不同依旧会产生视觉层面的差异。极端一些,试想用4K分辨率来玩《我的世界》,那又能“清晰”到什么程度呢?

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

HD高清化后效果明显

影响画面的间接因素

事实上帧率是影响画面的一个非常重要的参数,但并不是直接影响游戏的画面。

  • 什么是帧

帧(Frame)就是影像动画中最小单位的单幅影像画面,相当于电影胶片上的每一格镜头。 一帧就是一副静止的画面,连续的帧就形成动画,如电视图象等。 同样,游戏中的画面都是由硬件计算处理后输出到显示设备上的。每一次完整的绘制生成的画面也就是一帧画面。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

序列帧

举个例子,小时候很多朋友都应该接触过“翻页动画书”,就是在一个本子的每一页的同一个位置画画,然后快速翻动书本,就能够形成连续的视觉动画,这其中的每一页就可以称之为一帧画面。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

动画的原理

  • 什么是帧率?

帧率(Frame rate)是以帧称为单位的位图图像连续出现在显示器上的频率(速率)。我们都听说过“动画每秒24帧”这句话。如果帧率变慢,大家取笑其为幻灯片(PPT),只有帧数变高,高于人类视觉系统辨别能力(动与静),人类才会认为这是连贯的。一方面游戏不断地追求画面,一方面还要保证游戏帧率,要知道鱼和熊掌是不可能兼得的。往往一些画面效果相对不错的游戏,将游戏控制在30帧左右(有些会锁帧,有些有波动)。随着机能提升,逐渐有些游戏可以达到更高的帧数,比如60帧,这时候就会感觉游戏在画面上面给人更流畅的感觉。有些游戏因为游戏类型、游戏画面、性能优化等原因会为了游玩流畅而牺牲画面。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

不同帧率下的《战神4》

至于超过60帧的游戏是有的,只是3A大作能保持稳定60帧的游戏并不是很多。即要求画面质量高,有要求稳定60帧,这种鱼和熊掌都想兼得的想法,在硬件的制约下往往不能够同时实现。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

PS3与PS4《美国末日》对比

  • 帧率越高越好么?

NCIX曾经对人眼识别帧数做过一次实验,参加测试的人群包括核心玩家和普通用户。他们将 240Hz 和 144Hz 的显示器摆在一起并接入同一台PC运行游戏,而且还对两款显示器做了遮挡处理。游戏选用了《毁灭战士》街机模式、《反恐精英 全球攻势》人机对抗模式以及《彩虹六号 围攻》里的 Benchmark 测试工具。而 PC 显卡选用了 GTX 1080Ti 保证画面能稳定在 240Hz 以上。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

帧率测试

测试结果是,四分之三的人确实感觉游戏的画面非常的流畅,但是他们说不出到底哪台显示器更流畅;而另外四分之一的测试者只用了不到1分钟就分辨出了帧数更高的那台显示器。在进行更深入的测试后,NCIX 给出的结论是:人眼确实可以分辨出 144Hz 与 240Hz 的区别。但是从 144Hz 升级到 240Hz 的感受,没有 60Hz 升级到 144Hz 那么明显。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

射击游戏

画面进步的硬件因素

  • ​游戏机的进步

画面上的进步的原因是软件层面与硬件层面共同进步的结果。随着cpu(处理器)与显卡等硬件的高速发展,软件也不再像之前那样受到制约。红白机采用像素风格,在那个年代纯属无奈之举,而现在要是在PS4上面做一款像素游戏那只能说明是在追求复古风格。从软件层面上来看,各种系统优化,各种软件辅助都可以进一步提升画面效果。像目前微软的天蝎(XBox One X)已经可以做到真4K了,而PS4Pro只能将2K通过差值运算拉伸到伪4K。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

PS4独占游戏《地平线:零点黎明》的“4K”效果

  • 显示器的进步

很多玩PS2游戏的玩家,多数使用的是CRT电视,俗称“大屁股”或者“大脑袋”电视。PS2的输出有AV线接口(红黄白3根线)​,S端子(一个圆口),色差线接口(色差分量线,5根线),用CRT电视配合色差线是当时公认能够达到最好画质的组合。虽然后来的“背投”和“等离子”等一些更强的电视诞生,但却发现PS2在这些显示器或电视上面有着明显的锯齿(俗称狗牙)。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

色差线

到了PS3时期配合HDMI电视或显示器的时候,配合游戏自身画面的提升,人们发现游戏在画面方面真的是突飞猛进。到了目前的PS4时期,同样是HDMI的电视/显示器,如果不使用2K或者4K电视,依然无法发挥一些游戏的全部实力。因此从输出的显示设备层面看,这也是“画面进步”的一个原因。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

极致画质

未来的游戏画面

  • 人物模型与恐怖谷理论

恐怖谷理论是一个关于人类对机器人和非人类物体的感觉的假设,含义是当机器人与人类相似程度超过一定程度的时候,人类对他们的反应便会突然变得极其反感,即哪怕机器人与人类有一点点的差别都会显得非常显眼刺目,从而整个机器人有非常僵硬恐怖的感觉,有如面对行尸走肉。随着电子游戏产业的不断发展,精细的角色模型加上动作捕捉,邀请专业的配音演员,恐怖谷现象将会越来越容易达到。因此有些游戏为了避开这个效应,不会“尽其所能”地将人物在画面上做到极致。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

恐怖谷理论

  • 光纤追踪将成为新方向

光线追踪(ray tracing或者光束投射法)是一种基于模拟真实光线弹射路径渲染成像的技术。曾经的游戏内画面不是提前人为设计好的,就是通过简单的程序计算生成的。例如固定场景中的阴影、预设好的环境光,这些都是“假的”。而光线追踪是通过取景器射出的光线,在不同物体上进行反射实时计算出来的(这个问题太复杂,一篇文章都说不完),从而实现更加的“真实”的效果。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方

光线追踪

尾声

索尼的PS5和微软的XBox Series X今年圣诞就要发售了,就个人而言,并不追求多么真实的画面,什么4K也好8K也罢,只希望他们能够保证游戏具有稳定的帧率。现在很多游戏开发商都将画面看得格外重要,花费大量的人力物力财力只为将画面做到极致,而忽视了游戏的玩法和优化,随之引发的卡顿、掉帧、慢拖等问题大大破坏了游戏的体验。游戏终归是用来“玩”的,希望游戏厂商们未来能够推出更多既好玩又好看的优秀游戏。

电子游戏画质已经达到瓶颈?敢问路在何方