《激战2》永恒愿景将于10月31日正式上线,届时全新的阴影技术将随着游戏上线同步推出,为游戏画面效果带来全方位的提升!
阴影在游戏世界中的作用远不止于遮蔽光线,而是可以更能赋予世界真实感。我们的大脑通过阴影来理解深度、形状、距离与动态。若没有阴影,三维世界会显得扁平化并且空间失联。
注:以下内容主要探讨技术细节——正是技术控们最热衷的深度内容。若只想了解画面升级的前后对比,不妨直接跳转至最后;但若对光影系统感兴趣,敬请继续阅读!
阴影目标
自《激战2》发布以来,图形硬件技术的优化持续不断,这为我们提升游戏渲染效果创造了契机。阴影系统正是我们重点优化的领域之一。本次改进主要围绕两大核心目标:
• 扩大覆盖范围:我们一直希望让更远距离的游戏场景也能呈现高质量的动态阴影。
• 提升更多细节:我们希望看到更锐利的阴影边缘与更丰富的细节呈现,特别是针对微小物体的阴影效果。
同时,为了确保选择超高性能的玩家仍能享受流畅游戏体验,我们将优化范围限定在选择中、高或超高画质选项,其余档位设置保持不变。
阴影技术背景
《激战2》的动态阴影是通过一项名为"级联阴影贴图"的技术实现。这意味着我们需要从主光源视角进行多次渲染,并将光源到每个像素点的距离信息存储在一张称为阴影贴图的图片中。
当在渲染主视角画面时,我们会将每个像素与光源的距离同阴影贴图中存储的对应距离进行比较。若像素距离大于阴影贴图记录值,则该像素处于阴影中;反之则被光源直接照射。由于光源视角在投射至主画面时会产生形变,这种距离比对并非绝对精确。而"级联阴影贴图"中的"级联"技术,正是通过生成多张覆盖屏幕不同区域的阴影贴图来减少单张阴影贴图的形变失真。
提升分辨率
提升阴影细节最直接的方式是增加阴影贴图的像素数量。实现这一功能需要进行一些谨慎的重构,因为引擎的其他部分模块原先对阴影贴图的分辨率标准做了预设。
我们将中等画质的阴影贴图分辨率从512×512提升至1024×1024,高与超高画质则从1024×1024提升至2048×2048。当我们看到画面变得如此漂亮时,便意识到还有进一步优化的空间。
更强大的级联算法
级联的布局与尺寸配置对阴影质量至关重要,这也是我们的重点优化之一。我们的旧版的实现方案会根据图形设置,在游戏世界中放置一个或两个固定大小的圆形采样区域。这种实现方案的优势在于:通过直观参数即可调节动态阴影的覆盖范围,并能有效聚焦屏幕中心区域 —— 这正是玩家最常注视的画面核心地带。
随着飞行坐骑的加入以及愈发复杂 —— 并且精彩 ——的地形设计,原有算法逐渐显现局限性。新版算法通过动态调整阴影贴图的世界空间覆盖范围,实现了更广的区域覆盖。从固定尺寸到动态调节的转变,需要精确计算级联的位置与大小,以确保镜头移动时阴影保持稳定。在攻克这些技术细节后,游戏画面中可实现动态阴影的区域范围得到了显著扩大。
以下图片对比展示了新旧算法在动态阴影渲染中覆盖屏幕区域的对比。红色区域代表最精细的阴影贴图,覆盖范围最小且最靠近镜头;黄色区域细节程度次之,覆盖更广但距离镜头较远;青色区域细节最少,覆盖范围最广且位于最远处。未着色的深色区域则未被阴影贴图覆盖,因此不产生动态阴影。
需要注意的是,新版算法不仅扩展了动态阴影的覆盖范围,还填补了旧版算法中右侧缺失的区域,同时大幅增加了最高细节阴影贴图的覆盖面积。这些改进意味着游戏中的阴影将呈现更精细的细节,并从角色位置向场景深处延伸更远的距离。

上图:旧版阴影贴图覆盖范围。
下图:新版阴影贴图覆盖范围。

很快中或高画质设置下将会有两道阴影贴图渲染,而超高画质设置会有三道阴影贴图渲染。相较于原先算法下分别对应的一道与两道有了显著提升。
更精致的采样
阴影贴图与屏幕像素并非逐一对应,这会导致采样时出现锯齿现象。若未经特殊处理,阴影边缘会出现明显锯齿。为缓解此问题,我们对相邻区域的阴影贴图像素进行插值采样。这样可以有效平滑锯齿边缘,使得细线条等微小细节的阴影轮廓呈现更自然的视觉效果。
我们优化了采样技术,这种技术名为“泊松圆盘采样”的方法,相比之前使用的网格采样,如今每个采样点能获取更多信息。另外,这些采样点现在采用二维正态分布进行加权处理,以更侧重于阴影贴图中待平滑区域附近的点。这种加权方式相比均匀的采样能呈现更优质的视觉效果。
屏幕空间阴影
有些过于微小的细节无法在阴影贴图中显现 —— 即便提升阴影贴图分辨率也难以捕捉。为此我们现在采用名为"屏幕空间阴影"的新技术,专门为这类微小细节生成阴影。该技术通过当前帧的深度缓冲区,在屏幕空间内执行一种类似光线追踪但约束条件更多的光线步进算法,从而为草叶、建筑细部以及主角装备等微小物体添加阴影,有效增强其立体感。
由于该技术仅依赖深度缓冲区,其应用存在一定局限性,可能导致偶发的阴影不一致现象。我们与美术团队紧密合作,通过精细的参数调整来平衡画质与视觉瑕疵。同时,我们在图像选项中增加了该功能的开关选项。屏幕空间阴影功能目前仅在高画质与超高画质下开放。
以下截图可以更直观的体现本次全新阴影效果优化后的实际效果对比。我们希望这些优化能帮助指挥官在泰瑞亚的冒险之旅中获得更沉浸的体验!
























