近年来，电子游戏发生了翻天覆地的变化，从早期的计算机游戏，到任天堂 Nintendo 和雅达利 Atari 的第一个版本，再到如今的VR、AR游戏，电子游戏变得比以往更加栩栩如生，像素化屏幕和有限声音的时代已成回忆。技术在不断进步，电子游戏也是如此。随着元宇宙等新兴概念的崛起，未来的电子游戏将走向何方？
即将于4月23日举办的 MetaCon 元宇宙技术大会2022上，中国传媒大学副教授黄石将作为演讲嘉宾，为大家带来《未来已来：元宇宙游戏技术展望》的主题演讲。T前线有幸采访到黄石教授，他将分享其在游戏、VR、元宇宙领域的思考和见解，希望能为大家带来帮助。
Q：游戏策划在整个游戏设计的过程中扮演什么样的角色？都需要哪些专业的知识和技能？
A：对于游戏开发而言，策划无疑是最重要和最基础的环节之一。正如所有的人造物都需要经过构思、制作和修改才能定型，游戏也必须通过策划、开发和测试才能面世。策划是最初的构想、基础和框架，决定了整个游戏的定位、面貌和风格。如果把游戏比作是一个生命，美术就如同皮肤和羽毛，程序如同骨骼和肌肉，而策划则是灵魂。不论游戏技术如何高超，工艺如何精湛，离开了富有灵感和想象的策划，游戏一定是一具没有灵魂的空壳，难以引起玩家的共鸣。
因此，游戏策划需要掌握大量的专业知识。比如：剧情策划师需要具备文学相关知识背景，有良好的文案写作能力，擅长故事撰写；数值策划师需要具有严密的逻辑思维能力和一定的数学建模能力，能够统筹全局；而系统策划师需要了解游戏玩法、游戏机制、人机交互，负责设计经济系统、战斗系统、聊天系统、等级系统等。
综合来看，所有策划职位都需要有丰富的想象力和创新力，能够从零星的线索开始，构架出一套完整的规则。但这不意味着完全的天马行空，游戏是一种受到严格技术限制和平台约束的软件，策划人员在创新之前，要有严密的逻辑，要在产品开发之前尽可能地厘清脉络，规避潜在的底层冲突和逻辑问题。也就是说，游戏策划要了解设计学、美学、文学、心理学、数学和计算机工程等各类知识。我比较认同James Portnow的观点——如果你想成为一名优秀的游戏策划，那么你需要了解一切。
Q：您在参与美国《Warrior Epic》、迪士尼《Toy Story3 iPhone》等游戏的策划过程中，遇到过哪些困难？当时是如何克服的？
A：Warrior Epic是一款美式MMOPRG游戏，开发于2007-2009年，游戏背景设定为“剑与魔法”的魔幻中世纪，职业包括战士、火枪、魔法师等。当时，这款游戏的开发团队汇聚了全国的美术精英，画面极其精美。项目最大的困难和挑战来自于技术层面：那个年代虚幻引擎还没有免费，也没有Unity这样的创作工具。因此，游戏前后端的所有模块都需要从底层进行搭建。当时我们的技术团队创新地采用了P2P服务器技术，自主研发了基于DirectX的渲染模块，能够与3DS Max等工具进行良好的衔接。在策划层面，我们的核心思想是围绕“和朋友一起分享一段美好时光”的观念，让游戏规则尽可能简单明了，突出玩家和朋友共同合作的理念，一块探索世界，躲避陷阱，寻找宝藏。
《玩具总动员3 iPhone》（Toy Story3 for iPhone）开发于2010年前后，是一款影游联动的产品，主要是为了配合迪士尼总公司的同名动画电影。这个项目的主要困难来自于团队和沟通：当时，游戏硬件正处在变革中，iPhone手机开始取代诺基亚，迅速占领市场份额，而我们的团队还主要是面向塞班系统的人员，因此程序部门需要快速从J2ME转向Unity 3D，而美术部门则需要从2D像素动画转向3D建模动画。这种激烈的技术转型对于200人以上的团队而言，意味着极大的不确定性。此外，在游戏开发期间，大电影的剧情还处于保密阶段，北京的团队只能从美国拿到零星的场景描述和桥段，再加上时差问题，跨国沟通带来了很多问题。最后，在全体员工的努力下，团队完成了人才引进和技术转型，产品也在优化后顺利上线App Store。
Q：从业多年，请您分享一下您对游戏行业的看法？
A：游戏行业在外人看来似乎风光无限，但实际上却是一个风险极高、成功率极低的领域。早期，游戏产品的门槛主要在技术层面，缺少开发经验的团队经常面临难以解决的问题；后来，随着游戏引擎的成熟和普及，技术门槛开始让位于渠道门槛，营销和策划成为产品竞争的核心；而到了现在，版号成为稀缺资源，决定了产品的成败。从统计上看，在多如牛毛的游戏项目中，只有凤毛麟角的产品能够披荆斩棘，最终获得商业成功。因此，我个人觉得小团队可以放宽思路，放眼世界，向全世界输出自己的理念和文化。也希望能够在未来的某天，看到中国能开发出更多兼具艺术水准和商业价值的作品。
Q：在您设计的游戏中，是否有应用到虚拟现实技术？应用哪些新技术可以使虚拟世界更加逼真，增强用户的沉浸感？
A：我目前在中国传媒大学任教，近年来和同学们一起开发过几款VR形式的互动作品。当然，严格地讲，这些作品应该叫VR交互电影或者VR动画，并不是典型的游戏产品。这些作品更多地突出艺术和叙事，娱乐性处于其次。2017年，我们创作的VR电影《瑞金建政》通过还原瑞金历史场景，让观众身临其境地体验红色历史文化。在这个项目中，有一个棘手的技术问题——影片需要还原青年时期的毛泽东，对人物表演要求较高；而在尝试三维动画和绿幕抠像等技术后，我们发现传统制作流程的效果都不够理想。因此，我们开发出一种在VR环境中呈现人物影像的方式——即前期采用3D摄影，用特制摄像机拍摄具有视差的人物影像，后期再在VR设备中分左、右通道进行融合复原。这样不但能够保留演员的表演细节，而且具有立体感和沉浸感，取得了令人满意的艺术效果。现在，虚拟现实作品中大多采用PBR标准，利用Zbrush、Substance Painter等软件进行建模和材质创作，这一流程可以达到良好的图像复原度。在不远的将来，NeRF（神经辐射场）渲染技术可能会在VR领域获得应用，届时虚拟现实的视觉效果将更加逼真。
Q：对于虚拟环境而言，实时动态的图形视觉效果是产生现实感觉的首要条件，舍此便无“现实”可言。能简单介绍一下虚拟现实图像生成技术吗？它的技术呈现效果如何？目前有哪些局限性？
A：虚拟现实和游戏中的图像技术在本质上是一样的，它们都采用所谓的实时渲染技术。实时渲染是指在不造成用户视觉或交互延迟的响应时间内，将三维数据绘制为图像的计算机图形技术。在这一过程中，由于用户指令的输入和画面的渲染显示几乎同步，因而用户通常感觉不到延迟。该技术一般具有对象立体、视线遮挡、视角可变、光照变化等特点。常用技术包括扫描线渲染、栅格化、光线投射、辐射着色、光线跟踪等。
对虚拟现实而言，其图像技术与游戏主要的区别在于摄像机的控制方式不同：VR中摄像机分左右通道，由用户的头戴式设备的位置和角度实时控制；而游戏中的摄像机则大多由键盘、鼠标、游戏手柄等外设控制。
目前，虚拟现实的图像技术还没有达到令人满意的程度。首先是延迟问题，虚拟现实一般要求延迟控制在20ms以内，延迟时间过长会让玩家感到明显的眩晕和不适；其次是视场角不足，目前硬件的视角一般只有110度左右，而人眼的自然可感知视角高达230度左右；此外还有前庭晕动、分辨率低、纱窗效应、头盔笨重等问题，都需要业界一一解决。
Q：您心目中的元宇宙是什么样子的？在未来的元宇宙世界中您想做些什么？
A：我心目中的元宇宙可能和很多人想象中的不太一样——并不是佩戴VR眼镜的形式。我认为目前的VR设备只是元宇宙的原始阶段，是没有更好替代方案下的权宜之计。正如埃隆·马斯克所言，当前的虚拟现实设备过于笨重，很难让用户长时间坚持佩戴。真正的元宇宙应该用一种更加自然的方式呈现世界，触手可及、无处不在而又能够瞬时联通、连接万物。这就意味着我们需要采用更加先进的方式进行视觉信号、运动信号的传递，甚至不排除采用脑机接口或者人体改造的形式。这种看似反自然的激进技术会让大部分人望而却步，只有少部分勇敢的先行者会首先进入元宇宙，成为体验超维空间的新人类。这一过程中的健康风险技术风险都还是未知数，试吃螃蟹的勇士也有可能沦为新技术的受害者。经过若干年的试错和改进，当新技术完全成熟安全后，其余的普通用户才会逐步打消顾虑，进入这一新的社会形态。
在未来的元宇宙中，我希望人类能够改进目前的知识获取方式，通过脑机互连，随时学习、调取海量的信息和知识。我相信届时人类将迎来无限可能的新世纪。
Q：您认为，实现真正的元宇宙的技术难题是什么？
A：我认为元宇宙分为三个阶段，现在我们正处于走向初级“平行宇宙”的阶段。这一阶段，元宇宙的主要内容为娱乐和体验，与现实世界互动较少，二者各自平行。第二个阶段是“叠加宇宙”，此时元宇宙将成为促进生产力的工具。第二个阶段的元宇宙可能如Jon Radoff所言，分为7个层级，从底层到顶层分别是：基础设施层、人机交互层、去中心化计算层、虚拟空间层、众创经济层、发现层和体验层。这里每个层级都面临较大的技术挑战。例如基础设施层的传输和计算需要克服从5G到6G、云计算、7nm到1.4nm工艺、微机电技术、GPU技术和材料学等方面的难题；人机交互层需要发展移动计算、手势识别、语音识别等技术；计算层需要发展边缘计算、人工智能、区块链等去中心化技术；虚拟空间层需要发展实时渲染、游戏引擎、VR/AR/MR、空间可视化等技术；众创经济层需要发展众创工具、资产市场、工作流和商贸体系；发现层需要升级社交、电商、互联网广告应用；而体验层则需要进一步发展游戏、社交、展演和购物内容。从第一阶段发展到第二阶段的过程中，我们几乎在所有层面都有巨大的技术困难；而如何发展到第三阶段，也就是真正的元宇宙阶段，我们现在还没有确定的技术路线，所谓技术难题也无从谈起。也许在若干年后，当生物科技和信息科技高度发达后，这一路径才会逐步显现。
Q：针对未来可能出现的数据处理和网络时延问题，应该如何解决？
A：元宇宙包含大量数据内容，如全息影像、虚拟空间和自然交互，都需要海量信息，对网络带宽需求有可能达到10Gbps的级别。与此同时，VR社交要求网络的延迟进一步降低，而区块链则对网络安全的要求进一步提高。面对以上问题，我们看到，以华为为代表的公司正在攻克这一领域的技术难题。专家预测在不久的未来，网络端口速率将增长到3T以上，速率无关以太网、基于光波导的信息传输、芯片出光等新技术将进一步提高网络带宽。通过跨节点的计算资源池技术，驱动网络时延将有望降低到微秒级。此外，Wi-Fi 8技术或将通过引入毫米波频谱、新调制编码技术，达成空口万兆速率、百G峰值的速率。这一部分我研究较浅，期待相关方向的专家能进行更多指导。
Q：您对未来的游戏都有哪些期待？
A：我认为未来游戏将呈现多元化发展和媒体融合两个态势。其中，多元化发展是说全球游戏产业将进入百花齐放、万木争荣的状态，不同的玩家群体将进一步细分，划分出更加丰富的产品业态。届时，无论玩家偏向硬核还是休闲，喜欢二次元还是写实风格，都能十分方便地获取到符合自身兴趣的游戏内容。未来的游戏将发展出不同的子类型，某些分支的游戏性可能不再明显，会让位于体验性、艺术性或功能性。在元宇宙中，新社交、UGC、自生性内容也将改变游戏的范式。
媒体融合则是指游戏将与电影、虚拟现实、人工智能等形式融合，发展出全新的形态。值得关注的是，在人工智能技术的加持下，AI-NPC、AI-DM等数字人类别将进一步发展，甚至会出现完全由AI创生的世界。我认为科学技术的发展是历史的客观必然，但人作为自然人的本性却亘古不变，无论游戏技术发展到何种境地，游戏终究要以人为本，致力于促进社会发展、艺术升华和人性解放。
写在最后
如今，电子游戏的画质在提升，玩法和剧情越来越丰富，操作也更加人性化。随着虚拟现实等技术的不断发展，人们似乎能够从中看到未来游戏的样子。
未来，随着科技的进步，游戏也许真的会变成《头号玩家》所描绘的那样，在“绿洲”里人人都可以成为超级英雄，再遥远的梦想都变得触手可及。正如黄石老师所言，真正的元宇宙应以更自然的方式呈现世界，触手可及、无处不在而又能够瞬时联通、连接万物。
专家介绍
黄石，中国传媒大学副教授，清华大学美术学院博士，科普作家协会科幻电影委员会副秘书长，科普游戏委员会副主任，纽约Parsons设计学院客座教授，北京市科学技术委员会责任专家，HCII国际人机交互大会理事。
长期从事交互艺术与科幻科普创作，曾担任《玩具总动员3 iPhone》游戏策划，电影《三体》概念设计总监；导演科幻短片《深空》获2017水滴奖最佳短片奖。出版专著5部，获国家发明专利1项。作品《Drift Bottles》入选美国ZeroOne & ISEA2006国际电子艺术展、瑞士巴塞尔新媒体艺术展。新媒体装置《空窗子》获首届吴冠中科学与艺术创新大奖，2018年获HCII国际人机交互大会最佳论文奖。
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