《末日之戰2》 DirectX 11 Ultra Upgrade效果比較 - 第二頁

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可變漸層的逼真陰影

除了在視差映射式貼圖(Parallax Occlusion Mapping)範例裡看到的柔和陰影外,Crytek 另採用了可變漸層柔和陰影(Variable Penumbra Soft Shadows)技術。 當陰影終點與陰影來源間的距離加大時,有漸層的陰影變得更柔和,讓畫面更逼真,而非還是一樣的模糊感。



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在動態比較圖裡,停用 DirectX 11 Penumbra 時,樹木、擔架或救護車的陰影效果都是一樣的。 不管場景裡的其他元素是什麼情況,陰影的外觀和密度並無改變,顏色深度也是一樣。 啟用 DirectX 11 Penumbra 時,由於投射距離的關係,樹木的陰影會更模糊,救護車、擔架、大型車輛的陰影離終點較近,所以陰影會較明顯,從太陽的角度和個別物體在場景裡位置可見一斑。 換句話說,場景裡的所有陰影不再看起來都一樣,而是有深度、更融入環境。

全解析度高動態範圍動態模糊

Ultra Upgrade 重新採用通常稱為動態模糊的全解析度暫時抗鋸齒效果。 相較於 DirectX 9 版本內容,效果更佳、效能更高的 DirectX 11 新版本可呈現更銳利的動態模糊效果,提高整體畫質,讓人物的武器和手不會出現模糊出血的情況,如下圖所示。



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粒子動態模糊與陰影

由於重新採用上述的暫時抗鋸齒效果,也能正確地對粒子套用模糊效果,代表移動速度愈快的話也就愈模糊,在遊戲第一層的火焰上就能看到例子。 還可以對粒子套用陰影,在下圖裡可見,提高照明的一致性和真實性。 由於這是最終升級內容,Crytek 的視覺效果藝術人員重新檢視一次遊戲,盡可能提高每組粒子的視覺效果。



注意樹葉投射的陰影,還有士兵跟車輛上方粒子和煙霧的陰影效果。

以平面人物貼圖為基礎的散景景深效果

以平面人物貼圖為基礎的散景景深效果(Sprite-Based Bokeh Depth Of Field)跟次表面散射(Sub-Surface Scattering)一樣,都是另一項重要的升級內容,在日後的遊戲裡將會大量採用。 根據電影製片人員為作品增加電影感所使用的散景景深效果,Crytek 在 DirectX 11 版本裡加入以平面人物貼圖為基礎的繪圖功能,取代了 DirectX 9 後製技術,使得藝術人員能設定散景的形狀和尺寸,在下例的動態比較圖裡產生出圓形或五邊形的模糊形狀。



散景景深效果的真實例子 - 圖片來源



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由於 DirectX 9 有技術上的限制,Crytek 過去被迫限制場景裡散景區域的數量,以減少不必要取樣不足的情況(取樣不足指以低於畫面原生解析度的情況繪製畫面裡的元素,然後又強迫延伸以正確符合解析度)。 最後就是必須由多個像素使用一個像素裡的資料,而使得畫質變差,出現塊狀或鋸齒邊。 在大型顯示器上放大低解析度影像,就能看到這個效果。

就算已經改採用以平面人物貼圖為基礎的散景景深效果,仍是有進步空間,Crytek 表示: 「可惜的是,繪圖硬體想要在全解析度下有效利用這些技術,還有好幾年的差距。 所以我們只能使用一半的解析度,再加入其他的優化措施。」 雖然有這些技術上的限制,DirectX 11 仍然極為出色,能夠模糊整個場景及套用額外的散景效果,不會出現採樣不足的情況。

畫面空間方向閉塞 & 接觸陰影

從標準照明到Crytek 在《末日之戰》裡首度採用畫面空間環境光遮蔽(Screen Space Ambient Occlusion,SSAO),這代表了一大進步,而現在推出升級版,也就是畫面空間方向閉塞(Screen Space Directional Occlusion,SSDO)。

SSAO 根據影像深度及環境光源正確繪製陰影和顏色,讓場景呈現更佳的深度感。 SSAO 以「像素和物體之間距離愈近,兩者間反射的光線更少,可用光源也更少」的概念,取得取樣像素、計算與隨機數量鄰近像素間的距離,接著依該數量來加深顏色。 實際上這個效果不見得一如預期,鑲邊跟人造效果會使得 GPU 非常吃重,但如果真能呈現出效果,可以讓場景更真實、為摺縫處加深顏色,孔洞和表面相互間的距離更近。

可惜的是,SSAO 忽略了進入光線的方向,而這也就是研發畫面空間方向閉塞技術的原因。 畫面空間方向閉塞只要求多一點處理能力,計算進入光線的方向及反射光源,創造出更逼真的畫面,在下圖裡可以看到在橡膠和沙包四周,逼真地投射出平順的接觸陰影 。 改善自我陰影和大幅提升全域照明效果,進一步提高辦公室等室內、封閉場景的呈現能力,而且還有一大利多,SSDO 能反射彩色光線,這在戶外環境裡是最顯著的效果。



上排為無畫面空間環境光遮蔽、有畫面空間環境光閉塞、畫面空間方向閉塞,以及有一個額外光線反射的畫面空間方向閉塞四者間的差異。 下排的大圖說明在細節上的差異。 使用環境光遮蔽技術時,陰影整個是灰色的,使用空間方向閉塞技術,可以看到紅色和藍色的陰影。 右下角的圖片說明選用間接光源反射的效果。 注意最右邊從箱子反射到地面的黃光。



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即時局部反射

即時正確地進行反射,是目前遊戲引擎最要求有擁有的一個效果。 在 Crytek 的 CryEngine 先前版本裡,只能選擇用於水面的平面反射和超老舊的方塊貼圖技術,只能產生低解析度、反射效果極差的結果,無法遞回反射內容。

Crytek 在 DirectX 11 Ultra Upgrade 裡採用即時局部反射(Realtime Local Reflections),追蹤高動態範圍的反射光線,Pixar 動畫公司也使用這套技術,確保在繪製動畫電影時能有絕對正確的反射結果。 概算出的即時局部反射結果能進行自我反射,也能從其他表面反射影像,當然也能利用目前的技術即時快速進行繪圖(在最強大的系統上,光線追蹤反射技術只能繪製幾個影格而已)。

以下第一個例子充份展現此升級內容,士兵和四周環境反射在靠著牆的板子和光亮的地板上。 在第二例裡,以高精準度反射整個場景。



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高解析度材質

材質包的大小有 1.7GB,將《末日之戰2》資產的解析度提升兩倍,需有遊戲記憶體要求四倍以上的記憶體大小才能處理作業。 因此玩家需有 64位元的作業及 1GB 記憶體的繪圖卡,才能使用此材質包。



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安裝和啟用材質包,就能看到極為顯著的差異,大幅提升道路、鵝卵石和整個遊戲裡所有物體跟表面的外觀。 《末日之戰2》採用細分曲面、視差遮蔽貼圖及其他效果,立即成為 PC 上遊戲繪圖卡的標竿。 還有一項好處,日後所有修改程式將能在其專案裡使用這些新材質。

結論

Crytek 聽到玩家們炮轟為什麼沒有在發表時推出《末日之戰2》的 PC 版,但是隨著推出 DirectX 11 Ultra Upgrade,終能平息這些意見。 從這些圖片可以見到,《末日之戰2》DirectX 11 Ultra Upgrade 的確一如其名。 採用細分曲面與視差遮蔽貼圖,提高了遊戲每個環境裡的細膩度。 在個別的截圖裡看到水影、陰影、動態模糊的細膩度效果都有進步,但還沒有很明顯,不過實際在遊戲裡擺在一起時,就能看到視覺效果有大幅的改善。 或許最重要是,有了這個升級套件,Crytek 就能重申對 PC 玩家的承諾,讓玩家們安心 Crysis 產品擁有出色的圖形處理能力。

在此下載 DirectX 11 Ultra Upgrade 檔案。

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