起源引擎

起源引擎

引擎概述

前序体验

  如果想更好的了解“起源”引擎的概念,目前推荐的游戏《半条命2》、《军团要塞2》、《求生之路》(由引擎开发商Valve制作)这3款可以说是是为“起源”引擎巅峰之作。另外还有《洛奇英雄传》(由第三方制作商乐线公司制作)也是一款采用“起源”引擎的3D写实类动作MMORPG网络游戏,是目前网络游戏市场上唯一一款使用该引擎的作品,大家可以试下这些由“起源”引擎制作的优秀之作。最近出品的DOTA2也是由‘起源’开发的作品。

名称概念

起源引擎Logo

  “起源”引擎由Valve开发,是一款次世代游戏引擎。其兼容性、灵活性、完整性使其成为游戏开发者手中最强大的工具。Source这个词早在Valve第一代游戏《半条命》时代就有出现。在《半条命》游戏文件夹中,引擎文件夹有着两个部分:GoldSource和Source。他们把成熟的技术放在GoldSource(“金牌起源”)中,而未成熟的技术则在Source(意为“起源”)中,今天,Valve的梦想已经实现,他们当年渴望实现的技术已经浓缩在了这个强大的引擎——“起源”引擎中。   “起源”引擎是为了 第一人称射击游戏《半条命2》而开发,并且对其他的游戏开发者开放授权。这个引擎提供关于渲染、声效、动画、消锯齿、界面、网络、美工创意和物理模拟方面的支持。   就像以往一样,玩家如果想要享受新的引擎带来的绚丽效果,就要有一块当下比较流行的 显卡进行支持。起源引擎的互动性和响应性让半条命2比前一代更加的具有游戏性,但是起源引擎的真正特性往往不会被人提及。   使用这个引擎制作的第一个游戏是《半条命2》。Valve也用它重制了一些联机游戏, 比如《反恐精英:起源》和《胜利之日:起源》

起源引擎

  起源结合尖端的人物动画,先进的AI,真实的物理世界,以着色器为基础的渲染,以及高度可扩展的开发环境,产生一些最流行的电脑和代码控制游戏。这些游戏可以适应最高级硬件配置的玩家,同时照顾老系统的玩家,达到可以让任何开发商开发任何游戏的目的。起源引擎技术有广受好评的PC游戏,包括:《 半条命2》、《传送门》、《传送门2》、《 军团要塞2》、《 反恐精英:起源》。起源SDK带来的是新的游戏制作方案,大部分游戏团队都把精力放在游戏的渲染和制版上,但起源引擎提供了最好的平台,让开发者把时间和精力放在游戏的特色上。总是“起源”引擎的目的并不是渲染多么出色的画面,而是提供最优秀的游戏开发平台。比如由玩家用起源SDK制作的《反恐精英:职业版》和由第三方开放商的制作的《噩梦之屋2》都广受好评。

起源核心

  就其核心,是一个模块化的设计,继承了所有游戏需要的功能。自2004年首次面向第三方开发商,起源建立了新的插件开发机制,漂亮的建模和角色动画、网络游戏和通信、控制台,还有更多,所有得到即可用,无需支付额外费用或额外的授权费用。起源全新的系统转为战斗游戏开发,或者是说第一人称或第三人称的游戏。 这些AI拥有业界最先进的人工智能,带来令人喜爱的,刁钻又有趣的盟友和敌人。渲染系统,创造美丽的世界,物理和编码系统,让玩家沉浸其中。这使开发人员摆脱遗留下来的前几代的脚本特色,并开启了全新的游戏风格创作的大门。

沟通与连接

  起源的多人游戏平台支持一些世界上最大规模的联机游戏,包括《 胜利之日:起源》、《反恐精英:起源》和《军团要塞2》,是世界上最大的网上游戏文化聚集地之一。起源引擎所制作的游戏具有强大的网络和多人游戏功能,包括支持多达64名玩家局域网和互联网游戏,完全集成的服务器 浏览器,语音和文字信息。

引擎沿革

起源的起源

  就像《半条命》在一样90年代轰动了一样,但如果把《半条命》放到今天,那便不再是什么轰动。一个问题展现出来,玩家如果想要享受现代的科技成果,就要有一块当下比较流行的显卡进行支持的游戏引擎,“起源”引擎的响应性让《半条命2》比前一代更加的具有游戏性,不过许多人只认为起源是Valve的新一代引擎,却忽略了它在绘图渲染的功效,“起源”引擎的真正特性往往人们是只能认识表面的。

首次应用

  使用这个引擎制作的第一个游戏是《半条命2》,因为引擎计划就是为他开发的。Valve也用它把那些受欢迎的游戏重新制作了一下,这其中就包括了大家都熟悉的《半条命:起源》,《反恐精英:起源》。而其他游戏也陆续的更新了画面,新的概念加上了原来的概念,可以说是一个升级或者叫提升。被重新渲染的游戏都在自己的名字后面标注上了起源。例如《胜利之日:起源》和《半条命之死亡连线:起源》(“连线”为早期翻译问题,应译为“死亡竞赛”)就取得了不错的成果。

商业化

  Troika游戏公司最早宣布他们的游戏《吸血鬼:避世血族》将使用起源引擎,它们也是第一个获得使用许可的公司。Valve之后宣布Arkane Studios(制作第一人称 角色扮演游戏《魔法门至黑暗弥赛亚》的公司)和Smiling Gator Productions也获得了使用许可。   Ritual Entertainment在2005年7月4日宣布他们的新游戏获得了使用起源引擎和Steam系统的许可。这证明,起源引擎的效果再次让大家接受。

引擎原理

绘制系统

   【着色器】    最高性能的着色器为基础的渲染提供给游戏开发商可以迅速简单的开发,哪怕是最复杂的场景。起源渲染。多核心处理和SIMD,以及通过DirectX的最新图形处理器的功能,先进的处理器技术,使自己的梦想世界成真。    渲染库。使用Valve的资料库或用自己的算法扩大现有的着色。现有的技术包括所有从非

引擎可以渲染出NPR模型

  实感渲染(NPR)即《团队要塞2(即卡通样式游戏)》到《半条命2》集都在同一个引擎超现实的复杂灯光效果。    LOD模型。目前是世界上LOD模型的最高水平(所有几何判定都是引擎自主完成的。)    亮度(阿尔法)覆盖。启用高超的动态渲染和抗锯齿α测试,如树叶,栅栏和花格。    无限分辨率掩蔽。使用距离式编码亮度以无限分辨率的纹理掩蔽,阿尔法测定在不同状况下不同。    【动态照明和阴影】    辐射照明。世界的任意几何顶点光藏匿与辐射照明。用编码信息制作真实的光照效果,使照明与自然相结合的凹凸地图,更精确的照明表现细节的地方,包括自我造成的阴影。辐射照明是使用分布计算求解的辐射度(vrad),他可以快速的实现光影的效果。

可以模拟各种光影场景(《传送门》)

   高动态范围(HDR)照明。所有照明灯,包括地图数据,地图和现场环境的动态灯光均由HDR计算。高动态范围照明支持在DirectX 9级别的硬件上,起源依然支持,同时还可以打开抗锯齿和景深。    辐射传输/间接照明。动态对象和世界中的所有反射光合并在一起进行计算。 更加真实的体现人物的所有动态反光效果。    高解析动态阴影。所有与阴影投射物体或动态物体附近的光源对其照射的角度、距离、明度和光源亮度排列顺序都会进行计算,达到真实的光照阴影效果。    Rim照明   突出模型的边缘照射效果,非常震撼,有些类似于闪电,《 求生之路2》和《军团要塞2》均有体现。    先进材料绘制。拥有弥漫、镜面、细节、发光、闪光和其他特殊效果。    【影响】    范围作用。包括颗粒,物体,烟雾体积,火花,血液和环境影响,像雾一样的雨    粒子影响。起源的先进的粒子系统可以发出魔法或火灾的逼真模型,爆炸,雪,等等。多核图形

材料系统对于破碎场景的还原

  优化改进粒子渲染性能    粒子编辑。游戏编辑和创建粒子系统和其完全互动的能力,系统预览可立即看到刚才的编辑。    软粒子。设定粒子的软硬度来以此模拟物体的反弹、跌落受伤程度,并且这一系统无需耗费过多的资源    运动模糊。运动时摄像机会产生有规律的模糊,完全像人的眼睛。    水。可以生成逼真生动的效果和菲涅尔水面反射和折射的效果。    【材料】    材料系统。起源定义,指定教材套的对象是怎样制成的对象为该使用和纹理。指定的材料如何将一个对象断裂破碎时,它会听起来像是发生时或跨越另一面拖,哪些该对象的质量和浮力的。该系统是远远超过其他质地的只基于系统的灵活性。自阴影凹凸映射创建预先计算的辐射度灯光柔和阴影以及环境与动态和闭塞。来源呈现自阴影对当前和老一代图形硬件凹凸映射。    褶皱贴图(*Wrinkle Maps)。特别有用的拉伸面部皱纹和衣服,更多的纹理贴图,并在模型的混合压缩到提供动态的表面细节的地方。    细节贴图。结合高频低频质感与细节,以节省显存,同时保持明显的质地密度。    多功能多纹理混合。定义边缘融合变化锯齿,使用多种不同的纹理相结合的模式,校正表面颜色。    动态色彩校正。交互式编辑偏色和对比度的场景,以配合设计者想要的艺术风格。

建模和动画

   高兼容,与流行的图形和3D建模软件兼容可以创作出具有高度风格化的人物、武器

数码肌肉可以对面部进行真实的再现

  、车辆-起源合并工具组。一套强大的工具帮助高效地编辑、拓展动画,并定义的文字和对象范围内的广泛的物理交互作用。    数码肌肉效果。模拟肌肉组织的项目性质的情绪,言语和身体语言。 球型的眼睛真实地反映情况和家。集中对象上,而不是一直朝某个方向。    独立语言系统(*Language independent speech)。特征准确和自然的唇在任何语言上同步。    改善人类皮肤着色。皮肤呈现包括自然的人体皮肤着色,包括查看相关的菲涅尔现实影响。    模型及材料编译器。集成用Studiomdl和Vtex编译模型和材料工具。    模型查看器。在线框预览模式中查看阴影、纹理或视图模式。设立击中范围(HitBox),播放的动画,并微调物理限制。

动画工具

   骨骼动画系统。复杂的运动模型与关节是使用Valve的专有骨骼动画系统。

用Faceposer表情工具查看人物表情

   脸部动画系统。Valve的专有面部动画系统和运动完美结合成一个范围广泛的语音驱动的自然面部表情和感情。40多个不同的脸部“肌肉”,可以让玩家体会到游戏中人物的充沛的感情。    程序动画工具。调整布娃娃物理、骨骼动画追随、场景物理和自定义的程序控制器    动画融合。姿态的无缝融合创造连续运动或制作添加任何命令的情况。分层动画的融合,可合成成多种有趣的动画

环境

   VALVE编辑器,起源的地图制作工具,是一个直观的“所见即所得的”建筑设计和环境建设水准(几何,纹理,照明)。配售的脚本模型、实体和NPC,以及编译和运行游戏的水准。包括了VMPI工具,大大降低了地图建立时由多台计算机之间分配的编译时间。    曲面位移(*Displacement Surfaces)。可自由创建各种造型的自然山丘、山谷、沟渠、坡地,利用隧道位移几何刷表面。用刷子和顶点工具变换和剪辑位移表面。

对于“SkyBoxes”的精细渲染是引擎的王牌

   实体刷工具(*Brush Entities)。Valve独创的属性。用刷子定义对象如何与世界全面的交互,包括障碍物、门、触发器、地区入口、背景音等等。    环境映射(*Skyboxes.)。立边体和环境映射(skyboxing)扩展了视野,增加了对遥远的物体的视差。    照明预览。轻松地查看一个内部光的水平影响源。

物理

   起源有高度可扩展的网络功能的物理系统,重视处理器和带宽效率。灵敏构建的物理反应,世界里人物互动与身体人工智能对象的模拟,以及声音和图像都遵循从物理学。起源的物理特性可以控制最高水平的设计    机械。构建与运作机制的相同的机械,可以有齿轮、皮带和 滑轮    车辆。任何情况下,在多人游戏中,所有玩家可以一起乘坐一辆汽车,每一个现实的汽车功能根据表面材料不同而不同像是弹簧悬架和滑橇表面。独立可调的参数包括马力、传动装置、最大速度、转弯速度、轮胎材料、轮胎摩擦、弹簧 张力/抑制等等。依靠完全真实的数据来模拟最真实的驾驶体验。    对象变形(*Deformable Objects)。用娃娃物理与预定义的动画,以物理为基础的动画模拟灵活的头发、混纺布衣服。比如绳索和电缆可以按风或运动水平动态摇摆。 

可以设定车辆的任何一个部件

   互动约束系统(*Constraint System Manager)。约束骨骼的所有效果,设定所有的情况并自由运算,其搭配几率可谓无限。反转动力学(*Inverse Kinematics)确保人物的肢体对环境地形有正确的反应,如周围障碍物移动的不平衡及调整。

游戏机制

   起源引擎的标志在于玩家之间的随机交流和非玩家角色的互动。人工智能系统可以让NPC跟随玩家,并根据情况选择加入战斗。人工智能可以移动、飞行、跳跃、蹲、爬楼梯进入洞穴或地下。    调谐系统。先进的导航系统拥有本地路径搜索回避功能,以帮助周围的NPC进行导航;比如路线调谐统,和充满活力的关卡设计师设计的道路相连接。在该系统的控制下,他们可以提前知道类似于死路,并自动进行道路的计算和修正前进路线。人工智能可以模拟人类的感官,视觉、听觉,甚至用味道来跟踪和识别物体。调谐系统可以用于几乎任何事物的判断。    互动人工智能。设置玩家或NPC的关系,单个NPC,大量NPC,单个玩家(或更多)用实体进行危险度判断,以此确立对其的感情,如仇恨、喜欢或恐惧。    战斗人工智能。人工智能的小队可以分享敌人数据或共同操作物品。 一个队员前去突击,其他的火力掩护。对目标的感知,感知其他人的移动或更换子弹。

AI是根据处境判断战斗和结盟的利弊的

   I / O系统。灵活的I / O系统带来的前所未有的代码设计。

编程

   完全应用于C++中,起源引擎的架构考虑到拓展性、灵活性和性能。Valve用起源引擎的代码来建立屡获殊荣的游戏,无需单独开发。这使您的开发人员把时间花在实现有趣的游戏设计,而不是从头开始。    多平台兼容(*Multi-platform)。兼容PC和Xbox360平台,从2005开始年代码库统一使用Microsof Visual Studio。    多核处理(*Multi-core)。起源引擎游戏利用PC和Xbox 360的多核心处理器均能够提供高性能的游戏体验。

通过编程监控工具监视场景

   代码克隆(*Code Reuse)。容易和迅速建立新的游戏路线、人工智能行为、游戏对象,更以此作为Valve出发点的测试的基础程式。    完全控制(*Complete Control)。被授权人可以获得起源引擎代码库中的任意部分。    效率计算。以Valve发展的产品优势和自身优化。    监控(*Profiling)。利用Valve的现有的有用的工具进行视频监控,网络、游戏整体的业绩。    演示。Valve的GUI模仿Windows的控制界面,但其效果和起源引擎代码用途一致。

音频

   起源引擎包括一个功能强大的数字音频技术套件,创造游戏世界内充满活力的音乐。无缝地混合音效、对话,并加以配合衬托身临其境的超越现实的音乐效果。    螺纹声音引擎(*Threaded Sound Engine)。可以单独在多核系统的核心运行 混音处理。    内存管理。可以异步加载声音、流媒体,缓存到一个固定的文件夹或预载文件。    环绕声。支持立体声、耳机、四声道和5.1甚至是7.1环绕声混音。    三维空间化。计算闭塞和阻塞的影响,依照距离和环境,使用自定义的三维空间化混响计算法。    数字信号处理器(*DSP)。一个可预设堆叠的用途广泛的DSP滤波器,包括混响、

开发人员可以监控游戏中的所有声音

  合声、ADSR、低频振荡(低频振荡器),低通道、高通道、全通道滤波器。自定义或预设的DSP效果可以触发游戏中基础的声音环境。    音频格式压缩。起源支持无损预读取ADPCM、MP3播放*(*需要Miles 音响系统)与XMA。这样可以不用创立音效文件,直接使用外来音效文件。    先进的预处理效果。声音设计师可以定制多普勒效应,频移、距离和其他多声道效果。16位44kHz,支持立体声和波形文件的所有功能。    波形文件实时拼接。一个简单的脚本系统可以让音频设计人员排出恰当的声音序列,利用波形文件制造宏大的声音场景。    整体组合控制(*Overall Mix Control)。音频设计师可以使用建立的几个整体混合脚本以便游戏可以动态切换混音。以便突出对话场景的设置等其他动作。    声音脚本环境系统。VAudio设计者可以自定义脚本环境的事件随机、循环,以及基于玩家的空间位置触发的DSP效果。这也可以修改游戏逻辑的动态效果。    基础材料影响(*Material-based Effects)。音频设计师可以定义脚本来确立材料的具体影响,DSP参数可以设定物体摩擦、脚步声以及空间声音自动反射效果(*EXA)。

Steam平台可以有效管理游戏

网络技术

   起源的多人游戏全世界都有百万家在同时测试,每月全世界多人游戏超过90亿分钟。 起源多人连接提供方便的服务器查看和朋友即时信息。可以预先查看所有在线服务器的流量和延迟,以及好友的所有动态,减少不必要的连接方面的麻烦。    服务器浏览器。显示所有活动的游戏服务器,并允许家选择参加哪一个。玩家可以过滤和排序服务器列表,以加快显示和选择服务器。    好友即时信息。允许玩家之间进行游戏,添加好友和与现在的好友进行游戏。好友间共享游戏信息。没有什么服务器可玩时可以选择和朋友聊天,管理系统让列表不会那么混乱。

控制台(编码)支持

   起源提供了一个次世代的理想的游戏机发展环境平台,包括主流的Xbox 360。    资源转换(*Asset Conversion)。自定义工具,转换PC资源(地图,模型,贴图)到XBOX360兼容格式。    使用特殊装载机(*Xbox 360 Specific Loaders)。专有工具编写游戏数据转换成

SDK可以自由开发游戏(《盖瑞模组》)

  定制格式,下载速度快、读取时间短。    跨平台游戏。 多重网络的设计,让PC机和360平台可同台竞技,此外还可以简化平台的开发和测试环境中的问题。    集成Xbox LIVE代码。有丰富的兼容、界面和日志。

起源SDK

  Valve专门制作的引擎开发用编辑器,提供给社会最好的工具和资源。引擎和SDK的源代码给你所有你需要的工具,以制作游戏,创造辉煌。

引擎作品

官方版本

  

引擎名称引擎别称引擎介绍应用游戏
《起源2004》引擎起源引擎的最早版本,为《半条命2》开发《半条命2》、《反恐精英:起源》、《胜利之日:起源》、《半条命2:死亡竞赛》、《Garry’s Mod9》
《起源2006》引擎EP1起源引擎重修版本,增强性能并添加了一些适用于新游戏的元素《半条命2:第一章》、《半条命2:失落的海岸线》、《Garry’s Mod10》
《起源2007》引擎Orangebox Engine为“橙色盒子”预备而开发的引擎,引擎的效能和效果都有很强的提高。《半条命2:第二章》、《传送门》、《军团要塞2》、《求生之路》、《Garry’s Mod2007》 《洛奇英雄传(从欧服官网得知)》
《起源2009》引擎2007提高引擎,于2009年发布。《求生之路2》、《传送门2》、《反恐精英:起源2010》、《Garry‘s Mod2009》
《起源2010引擎》增强了引擎的解析效果,同时提高了对冒险类型、即时战略类型、竞赛类型游戏的兼容性。《远古守卫2》(DotA2)、《反恐精英:全球攻势》

官方游戏列表

  用起源引擎制作的游戏(不包括DLC):   《反恐精英:全球攻势》 Counter-Strike:Global Offensive   《异形群涌》Alien Swarm   《反恐精英:起源》Counter-Strike: Source   《胜利之日:起源》Day of Defeat: Source   《远古守卫2》DOTA 2   《沙盘实验场(盖瑞模组)》Garry’s Mod   《半条命2》Half-Life 2   《半条命2:死亡竞技》Half-Life 2: Deathmatch   《半条命2:第一章》Half-Life 2: Episode One   《半条命2:第二章》Half-Life 2: Episode Two   《半条命2:失落的海岸线》Half-Life 2: Lost Coast   《半条命之死亡连线:起源》Half-Life Deathmatch: Source   《半条命:起源》Half-Life: Source   《求生之路》Left 4 Dead   《求生之路2》Left 4 Dead 2   《传送门》Portal   《传送门2》Portal 2   《军团要塞2》Team Fortress 2

第三方游戏列表

  起源引擎第三方游戏(不包括MOD扩充包和DLC):   《恶梦之屋2》Nightmare House 2   《传染病》Contagion   《密境传奇》Dear Esther   《奇诺冲突》Zeno Clash   《 魔法门之黑暗弥赛亚》Dark Messiah of Might and Magic   《银河战士》Codename Prime   《黑客战队:异度神兆》E.Y.E: Divine Cybermancy   《洛奇英雄传》Mabinogi:Heroes   《洛奇英雄传》Vindictus(北美, 欧洲版本)   《原型》Iberic Prototype   《核子黎明》Nuclear Dawn   《原罪之章:浮现》SiN Episodes: Emergence   《凶船》The Ship   《吸血鬼:避世血族》Vampire: The Masquerade – Bloodlines   《邮戏》Postal

扩充包列表

  依次为:名称,括号里为主游戏:   《半条命2:叛乱》(半条命2)   《反恐精英:职业版》 CSpromod( 反恐精英起源2010)   《黑山研究院》Blackmesa(半条命2:第二章)   《交火:起源》FireArms Source(半条命2)   《半条命2:黑曜石战争》(半条命2:第二章)   《海盗骑士和维京人2》Pirates, Vikings and Knights 2(半条命2)   《半条命2:破冰船》(半条命2)   《针锋相对2》   《针锋相对:起源》

引擎拓展

蒸汽工作组

  2005年6月28日,Valve启动了Valve开发者社区 [1] 维基版本。这个社区现在提供了“起源”引擎的SDK文档 [2] 。这个完全由维基技术创建起来的社区提供了自由的交流空间。在开放不久后,Valve宣布“社区的文章……数量几乎翻倍了”。文章的范围从《反恐精英:起源》的机器人设计到《半条命2》的人工智能,再到“起源”引擎的控制,无所不包。

模块性

  “起源”引擎的中心思想就是模块性。“起源”引擎针对第一代引擎进行了无数改进,由于 Steam系统的存在,引擎的每一个小修改玩家都能轻松的得到。当引擎升级到可以支持新的硬件的时候,玩家就能立刻享受到更好的效果。这些核心的特性能保证“起源”引擎的生命力在几年之内都很旺盛。

引擎物理模块概述

  起源引擎针对《 半条命》系列第一个版本的修改所产生的飞跃是显而易见的,物理系统真实性和渲染效果均有大幅度提高。现在的引擎渲染是基于阴影的,且允许通过控制图像来产生大量悦目的效果。“起源”引擎使用 DirectX驱动。   物理系统方面,“起源”引擎是基于 Havok引擎的,但是进行大量的几乎重写性质的改写,可以让玩家在单人抑或是联网游戏中体验到额外的交互感觉。人物的死亡可以用称为布娃娃物理系统的部分控制,引擎可以模拟物体在真实世界中的交互作用而不会占用大量资源空间。“起源”引擎中还加入了车辆元素,多人游戏中也有出现。   “起源”引擎的另外一个特性就是三维的“ 世界”,可以让地图外的空间展示为类似于3D效果的画面,而不是以前呆板的平面贴图。这样一来,地图的纵深感觉就更好,可以让远处的景物展示在玩家面前,而不用进行渲染。   “起源”引擎可以让游戏中的人物模拟情感和表达。每个人物的语言系统是独立的,在编码文件的帮助下,和他们的交流就像真实世界中一样。Valve在每个人物的脸部上面添加了42块“数码肌肉”来实现这一功能。嘴唇的翕动也是一大特性,因为根据所说话语的不同,嘴的形状也是不同的。   “起源”引擎尽力让一切都模拟真实世界的情况:动画贴图可以和其他动画贴图结合产生新的效果,而一个被称为 反转运动学的功能能让人物在不同情况下四肢的运动都是不同的。

Source

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