本文轉(zhuǎn)載自“網(wǎng)易游戲互娛校園招聘”
近期,游戲引擎或?qū)⒊蔀椤跋乱粋€時代全世界最重要的底層工具之一”、“大國科技競爭另外一個關(guān)鍵技術(shù)”的說法一直保持著比較高的熱度,有人搖旗高呼“務(wù)必要抓住這個技術(shù)突破口”,也有人沮喪發(fā)言,認(rèn)定“中國無自研引擎”,或“中國自研引擎實(shí)力太弱”。
本篇專訪邀請到網(wǎng)易Messiah自研引擎領(lǐng)銜者&網(wǎng)易互娛首席游戲軟件設(shè)計(jì)專家趙鈺琨,希望通過對幾個核心命題的討論與交流,嘗試對“自研游戲引擎”這回事做初步探討:
既然市面上已經(jīng)有好幾款相對比較成熟的、大家覺得“好用”的商用引擎了,網(wǎng)易為什么要“吃力不討好”再去做自研游戲引擎?
數(shù)十年如一日地“吃力不討好”,意義在哪里?
網(wǎng)易的自研引擎目前是怎么樣的技術(shù)水平?未來何去何從?

2020年,網(wǎng)易自研引擎Messiah推出世界游戲業(yè)領(lǐng)先的全平臺動態(tài)全局光方案,并已獲得專利
以下是經(jīng)過整理的采訪內(nèi)容:
一、研發(fā)綜合實(shí)力的強(qiáng)橫,與巨大的技術(shù)沉淀
您有看到過最近討論度還挺高的“游戲引擎或?qū)⒊蔀椤乱粋€時代全世界最重要的底層工具之一’、‘大國科技競爭另外一個關(guān)鍵技術(shù)’”的說法嗎?
趙鈺琨:有看到過。從我自身的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)來看,游戲引擎不單只是代表了我們單純做游戲產(chǎn)品的工業(yè)化實(shí)力,更重要的是,游戲工業(yè)是整個影視工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)業(yè)結(jié)合的結(jié)晶,影視工業(yè)代表了離線計(jì)算的品質(zhì),互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)代表了即時計(jì)算,要在實(shí)時的苛刻條件下提供無限接近于影視高質(zhì)量的視覺聽覺綜合體驗(yàn)、還是交互式的,這樣對技術(shù)的要求是非常高標(biāo)準(zhǔn)的。
能創(chuàng)造和研發(fā)出游戲引擎,代表著研發(fā)綜合實(shí)力的強(qiáng)橫,也同時意味著有巨大的技術(shù)沉淀。
往近說工業(yè)化4.0有很多需要實(shí)時模擬仿真進(jìn)行虛擬化深度學(xué)習(xí)的游戲引擎運(yùn)用場合,比如自動駕駛技術(shù)用虛擬世界進(jìn)行學(xué)習(xí),可以在游戲引擎中同時模擬上百萬量車的自動駕駛狀況,而AI在這個情境下進(jìn)行學(xué)習(xí)效率更高,還不需要真實(shí)的汽車和道路。往遠(yuǎn)處說,扎克伯格曾經(jīng)推崇一本科幻小說《安德的游戲》,內(nèi)容講的是未來人類用游戲訓(xùn)練青少年控制和外星人戰(zhàn)斗的飛船,最終打敗蟲族的故事,雖然聽起來很中二,但未來用AI或者游戲模擬進(jìn)行戰(zhàn)斗及國防研發(fā)的可能性巨大。而游戲引擎的研發(fā)提供了這種基礎(chǔ)工業(yè)的可能性和預(yù)先的技術(shù)儲備,是必不可少的。

(圖片來源:網(wǎng)絡(luò))
所以圍繞著游戲引擎研發(fā)所需要的圖形、物理、網(wǎng)絡(luò)、AI、軟件硬件等一切技術(shù),以及這些技術(shù)能無縫相容在一個框架內(nèi)進(jìn)行合作、融為一體,這種技術(shù)沉淀對未來科技競爭是非常關(guān)鍵的。
這些技術(shù)是核心,是命脈,不能寄望于別人、不能買、不能借、不能依托于開源或者授權(quán),更不能被別人卡脖子,要牢牢掌握在我們自己的手里,要能徹底地為我們自己所用,以發(fā)揮這些技術(shù)最大的威力。
堅(jiān)持要做自研,這種想法是因為什么契機(jī)產(chǎn)生的呢?
趙鈺琨:我最早在學(xué)習(xí)編程的時候其實(shí)有這樣的一個感覺,前面有很多非常聰明的、非常偉大的計(jì)算機(jī)科學(xué)家,他們發(fā)明了各種算法、寫出了各種很牛的軟件。剛開始學(xué)習(xí)做離線渲染的時候,我接觸到了比如Ed Catmull發(fā)明的Stochastic Sampling算法,以及他在Pixar研發(fā)的PhotoRealistic RenderMan這個渲染器,他們寫得非常棒。當(dāng)時我問了自己一個問題:大家都是人,為什么別人能寫出來我們寫不出來?我很強(qiáng)烈地覺得不服氣,既然人家可以做得那么好,我們也是可以寫出(優(yōu)秀的軟件)來的。所以我整個大學(xué)階段都在做一件事,就是嘗試寫一個能和RenderMan一較高下的離線渲染器。

(RenderMan渲染效果圖 | 圖片來源:網(wǎng)絡(luò))
后來我到了網(wǎng)易游戲,我開始接觸游戲引擎。在立項(xiàng)做這個自研引擎的時候,我們的想法就是,人家3A游戲能做到跨平臺的、全平臺的、頂級的引擎,我們也都可以做到;人家能夠做到實(shí)時的、全局光實(shí)時的動態(tài)全局光,我們也都能做到;而且我們要做得更好、在更短的時間內(nèi)做得比他們好。



簡單來說就是有點(diǎn)“不認(rèn)輸”。
趙鈺琨:對,是這個意思沒有錯。我自己實(shí)際上也是一直在貫徹這個觀點(diǎn),去推動網(wǎng)易的技術(shù)發(fā)展。在這個開發(fā)的過程里面我覺得比較有意思的是,我們不斷地去挑戰(zhàn),不斷地去努力,希望可以和那些已經(jīng)站在頂尖的人們站在一起。
我們從用一個非常簡陋的demo在飯桌上用iPad mini 2給丁老板演示、直到現(xiàn)在能夠支持上十?dāng)?shù)款產(chǎn)品在研發(fā)運(yùn)營、乃至有《暗黑破壞神:不朽》這樣的世界頂級的、史詩級的項(xiàng)目采用的自研引擎,我一直貫徹Messiah每一行代碼都是我們自己寫出來的,每一個功能都是我們親手制作研發(fā)打磨出來的。我們的這種不服氣、不認(rèn)輸貫穿了整個研發(fā)過程的始終。

我希望同學(xué)們能加入到我們這樣的一個企業(yè),在這樣的一種研發(fā)氛圍里面,也能做出自己的東西,通過自己的能力去敢挑戰(zhàn)世界頂尖水平。
世界頂尖不是說要掛在嘴巴上,而是要做出來。
就網(wǎng)易自身而言,包括我們之前的《一夢江湖》《荒野行動》《王牌競速》,以及現(xiàn)在已經(jīng)即將全球上線的《暗黑破壞神:不朽》,都已經(jīng)能夠和世界頂尖的產(chǎn)品站在一起,依靠的也是我們自己一個字符一個字符敲出來的代碼。

大概在2017年開始,我們陸陸續(xù)續(xù)有非常多的機(jī)會和各種世界頂尖研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行交流,甚至還有機(jī)會和業(yè)界傳奇游戲歷史銷量前三制作人、第一個提出Deferred Shading的大牛、第一個提出Cascade Shadow Map的大牛這樣站在游戲世界之巔的人進(jìn)行對話,我自己感觸良多。
跟他們交流,給他們看到我們的技術(shù),獲得他們的尊重、認(rèn)可和贊許,他們還主動邀請我們進(jìn)行更多更深入的溝通,甚至還有頂尖國外的制作人三番四次地想獲得使用我們引擎的授權(quán)來進(jìn)行新游戲的研發(fā),我深切地感受到我們的技術(shù)真的開始摸到了世界頂尖水平。


新時代的3D手游引擎Messiah帶來《一夢江湖》豐富而自由的捏臉3.0時代
二、“如果自己不革自己的命,別人就會來革你的命”
聽說Messiah每半年就要做一次大的系統(tǒng)重構(gòu),其中會涉及到不小的工作量吧?
趙鈺琨:自2014年以來,至今Messiah經(jīng)歷了8年的持續(xù)研發(fā)迭代,成為一個橫跨移動、桌面、主機(jī)的全平臺次世代游戲引擎,至2022年完成了8款大型產(chǎn)品的研發(fā)工作。目前正在研發(fā)的產(chǎn)品達(dá)數(shù)十款,涵蓋MMO、FPS、TPS、ARPG、賽車、體育競技等多個游戲品類,引擎支持iOS、macOS、安卓、PC、Linux、PS4/PS5、Switch、XBox等幾乎所有的游戲平臺。
架構(gòu)與效率一直貫穿于整個引擎開發(fā)工作,我們相信良好的架構(gòu)能提供足夠高的執(zhí)行效率以及良好的擴(kuò)展伸縮性。我們深信——“如果自己不革自己的命,別人就會來革你的命”,所以我們一直貫徹一個開發(fā)規(guī)則,每半年左右必須全面更新一個大型子系統(tǒng)框架,架構(gòu)是引擎發(fā)展的命根子。

那這幾年里,Messiah大概都經(jīng)歷過哪些迭代變化呢?
趙鈺琨:大概2007年,在我最早剛剛開始構(gòu)思和設(shè)計(jì)Messiah雛形的時候,PC業(yè)界正開始面對摩爾定律的“失效”,即芯片頻率的提升遇到瓶頸,Intel開始向多核心CPU發(fā)展,在超線程技術(shù)加持下并行計(jì)算日益提上議程。
我在剛剛加入網(wǎng)易的時候有幸參與了當(dāng)時的一個XBox 360開發(fā)課程,其中一個很有趣的點(diǎn)就是360的CPU在安排計(jì)算指令的時候需要“湊”一對兒一對兒的指令,以加大并行度,否則單條計(jì)算指令會降低PowerPC芯片的效率。這個是我之前沒接觸過的領(lǐng)域,讓我大開眼界,也給了我靈感。后來我看到x86平臺也開始有這樣的趨勢,我深刻的感受到多核心計(jì)算一定是未來的重中之重,于是我理想中的游戲引擎的樣子,應(yīng)該是一個天生并行的架構(gòu),應(yīng)該是一個像現(xiàn)實(shí)世界一樣多線程的架構(gòu),而不是傳統(tǒng)游戲引擎——順序逐一更新計(jì)算——的架構(gòu)。
為什么是多線程?
趙鈺琨:Messiah剛研發(fā)的時候是2013年左右,當(dāng)時是移動游戲剛剛開始爆紅的時候,所有人都開始關(guān)注移動游戲,所以大家都覺得要針對當(dāng)時的移動芯片進(jìn)行開發(fā),要根據(jù)當(dāng)時的移動平臺來設(shè)計(jì)。但是我斷定移動平臺必將走過PC平臺的每一步,將會復(fù)刻PC平臺的發(fā)展,包括CPU和GPU,他們將在很短的時間內(nèi)變得一模一樣。所以我堅(jiān)持Messiah的移動平臺版本也需要做多線程,多核心優(yōu)化。在我們多線程剛出來的時候,不少人嘲諷,說我們不懂移動平臺,說Messiah的多線程架構(gòu)一定會死得很難看。后來恰恰相反,更短時間內(nèi)更高效率的計(jì)算、以及多核心分?jǐn)傆?jì)算成本反而能降低核心頻率從而降低功耗,Messiah在移動平臺上出色的效率及功耗控制贏得了很多項(xiàng)目的良好口碑。

《一夢江湖》: 網(wǎng)易Messiah引擎大膽嘗試只在主機(jī)與PC端游用到的渲染技術(shù)
在2017年我們成功推出了《天下手游》和《楚留香》(后更名為《一夢江湖》)以后,Messiah的架構(gòu)迭代并沒有停止,我認(rèn)為我們需要更進(jìn)一步的推動架構(gòu)發(fā)展,需要為5年甚至10年以后的產(chǎn)品打基礎(chǔ)做準(zhǔn)備,于是我們又進(jìn)一步的重構(gòu)了整個多線程體系;2018年我們在支持了《荒野行動》這種可以做到無限大世界的游戲架構(gòu)以后,重構(gòu)了整個渲染管線,引入了Frame Graph系統(tǒng)——比Unreal引入這套系統(tǒng)提早了兩年;2020年我們又再次大規(guī)模重構(gòu)了多線程渲染系統(tǒng),在PC上效率提高了10倍;2021年我們推出了Frame Graph 2.0;2022年我們迭代了多線程架構(gòu)專門優(yōu)化了大小核心調(diào)度,等等等等。
技術(shù)難度上,挑戰(zhàn)大嗎?
趙鈺琨:這些不斷一次又一次的近乎全面的重寫,非常困難,也很痛苦。指出別人的不足、糾正別人的錯誤是很容易的,很輕松的;推翻曾經(jīng)的自己、否定曾經(jīng)的自我是最困難,也是最痛苦的。但是我們就在這些一次又一次的自我否定中,伴隨著引擎技術(shù)的成長,我們引擎研發(fā)人員的知識、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、得到了一次又一次的提高和升華。不斷的挑戰(zhàn)和戰(zhàn)勝自己,是世界上最有意思的事情。現(xiàn)在我覺得戰(zhàn)勝別人沒什么值得高興,戰(zhàn)勝自己才是最值得高興。
而在實(shí)際的重構(gòu)工作中最最最痛苦的就是歷史遺留問題,但是我們一直堅(jiān)持務(wù)必解決歷史遺留問題,不做任何妥協(xié),一定要妥善處理。至今我們所有的產(chǎn)品都能順利的升級到引擎的最新版本,包括最早采用Messiah引擎的《天下手游》。而且我們承諾絕不放棄任何一款產(chǎn)品,都一直支持他們的升級。給產(chǎn)品灌注生命力也是維持引擎成長的最大動力。若是產(chǎn)品不再升級引擎了,就證明引擎失去了和產(chǎn)品同步發(fā)展的優(yōu)勢。
團(tuán)隊(duì)內(nèi)部怎么看待這樣的架構(gòu)迭代?
趙鈺琨:其實(shí)剛剛有提到,我期待的工作狀態(tài),絕不是一個自己認(rèn)為“還可以”的狀態(tài),當(dāng)然,這也是很多做技術(shù)的同學(xué)都天然會有的追求。如果你選擇程序員作為你的終身職業(yè),然后進(jìn)入到這個行業(yè),以及進(jìn)入到網(wǎng)易這樣的一家以自主研發(fā)為主的公司,我認(rèn)為每一個同學(xué)更需要關(guān)注自己的一些能力,比如說學(xué)習(xí)能力。學(xué)習(xí)是非常重要的,它會貫穿你的整個職業(yè)生涯。我們不只是需要學(xué)習(xí)像學(xué)校里面的一些理論知識,更重要的是要學(xué)習(xí)怎么樣去做一個產(chǎn)品,怎么樣去讓一項(xiàng)技術(shù)落地,然后怎么樣去接觸新的東西,因?yàn)榧夹g(shù)本身就是不斷在更新和迭代的。然后去把這些技術(shù)運(yùn)用到我們的產(chǎn)品上面去產(chǎn)生具體的價(jià)值,然后讓所有人去享受到、玩到這些技術(shù)。

同時在研發(fā)Messiah的過程里,我體會到最大的感悟并不是單純的技術(shù),而是研發(fā)引擎這個過程,最重要的,并不是僅僅產(chǎn)出一個產(chǎn)品、一堆代碼,最重要的是這個研發(fā)過程培養(yǎng)了一個團(tuán)隊(duì)、一系列技術(shù)專家、沉淀下來了一個良好的技術(shù)研發(fā)環(huán)境氛圍。
隨著引擎研發(fā)成長的人,是網(wǎng)易游戲引擎團(tuán)隊(duì)中最大的碩果,人比代碼重要、比產(chǎn)品重要,有人才有這些可能性,代碼自己不會成長,人會;代碼不會自己變強(qiáng),人會;代碼不會自己進(jìn)化,人只要給與足夠的空間和機(jī)遇,給養(yǎng)分,給時間,給試錯的機(jī)會,給動力,給回報(bào),成長的空間是沒有止境的。我們研發(fā)引擎一開始的初衷是為了解決技術(shù)短缺,后來逐步的變成解決人才短缺,再后來變成了我們培養(yǎng)了一個正向循環(huán),一方面引擎的研發(fā)環(huán)境促進(jìn)人成長、變強(qiáng),另一方面人才變強(qiáng)了又促進(jìn)迭代原有的引擎技術(shù),讓引擎變得更先進(jìn)。

所以團(tuán)隊(duì)內(nèi)部能達(dá)成這個迭代的共識,大家都明白迭代是引擎的成長過程,也是自己的成長過程。不斷的推翻和重建,讓代碼更強(qiáng)大、讓技術(shù)更先進(jìn)、也讓自己進(jìn)步。不是一日復(fù)一日的重復(fù)勞動,而是不斷推翻殘舊的自我。當(dāng)然我們也經(jīng)歷了一個過程,一開始痛苦、煩躁,明明做好了的東西,還要再來一次,然后慢慢接受,也主動去思考哪里做得不夠、再推翻、再重構(gòu)——變得更好。
三、做真正made in China的中國游戲
你自己會怎么定位Messiah這款引擎?
趙鈺琨:可以說,Messiah是網(wǎng)易在技術(shù)突破上第一次野心勃勃的巨大嘗試,也是國內(nèi)軟件研發(fā)歷史上一個巨大復(fù)雜軟件成功研發(fā)的里程碑。
游戲引擎的復(fù)雜度、耦合度、廣度、深度,都決定了它是除了操作系統(tǒng)以外,其中一種最復(fù)雜的軟件。其對執(zhí)行效率有極端苛刻的要求,對前沿技術(shù)的落地注重、對產(chǎn)品直接支持面向用戶、同時也承接整個產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化,同時面對用戶和生產(chǎn)者,既要運(yùn)行時效率非凡也要生產(chǎn)時易用耐用。一方面既要達(dá)到宣傳片里的頂級畫面、也要在伸縮性上考慮極廣泛的用戶設(shè)備寬度。我認(rèn)為這是極其苛刻的研發(fā)指標(biāo),僅亞于帶圖形用戶界面的操作系統(tǒng)。
這是第一次網(wǎng)易從零開始規(guī)劃一個面向十年甚至二十年后的引擎。在規(guī)劃的時候就提出需要從最底層開始解決根本性技術(shù)難題,并且貫徹始終,一直沒有偏差的執(zhí)行研發(fā)戰(zhàn)略的引擎研發(fā)項(xiàng)目。我們在第一行代碼寫下來的時候就堅(jiān)持跨平臺、原生多線程、并發(fā)執(zhí)行、支持盡可能多的圖形API和操作系統(tǒng)、向主機(jī)看齊向移動兼容,務(wù)求一次研發(fā)所有平臺都能跑起來一模一樣。這種理念現(xiàn)在看起來是理所當(dāng)然,而我最早構(gòu)思Messiah的時候是2007年,成立項(xiàng)目的時候是2014年,當(dāng)時這是大逆不道的破天荒的想法。很幸運(yùn)我們堅(jiān)持并一路走下來了,而且能做得到。今年是2022年,8年過去了這個規(guī)劃看起來還剛剛能滿足目前的需求,證明我們8年前的想象力也僅僅足夠支撐至今,所以接下來我們需要更大膽、更具有想象力的規(guī)劃,去憧憬下一個8年后的未來。
同時Messiah也是一個非常極端的敏捷軟件開發(fā)的產(chǎn)物,在研發(fā)的同時就開始供應(yīng)給在研項(xiàng)目,相互促進(jìn)。我們堅(jiān)持精兵簡政策略,堅(jiān)持只采用極少量的頂尖研發(fā)人員、進(jìn)行極高的迭代效率、以及非常迅速的響應(yīng),在很短的時間內(nèi)支持了大量項(xiàng)目的開發(fā)、上線、運(yùn)營。依靠的是相信技術(shù)、相信科學(xué),一切問題用技術(shù)手段解決,盡量不留技術(shù)空白,歷史問題當(dāng)下解決。快速開發(fā),快速迭代,快速驗(yàn)證,天下武功,唯快不破。
在你看來,Messiah和市面上的商業(yè)引擎最大的區(qū)別體現(xiàn)在哪里呢?
趙鈺琨:們和商業(yè)引擎是有非常大的不同的,首要的便是,自研引擎專注對內(nèi),所以我們很偏執(zhí)地追求執(zhí)行效率,只有執(zhí)行效率和能耗指標(biāo)遠(yuǎn)高于商業(yè)引擎,才能抵御體量龐大的商業(yè)引擎。俗話說船小好掉頭,我們在采納新的技術(shù)架構(gòu)上、以及適應(yīng)新的硬件上,響應(yīng)速度遠(yuǎn)超商業(yè)引擎。在一些核心問題的修改上,我們的決策速度也遠(yuǎn)比商業(yè)引擎快、準(zhǔn)、狠,所以Messiah最大的特點(diǎn)是,執(zhí)行快、響應(yīng)快、變化快。
當(dāng)然,雖然Messiah研發(fā)即將走進(jìn)第九個年頭,已經(jīng)從一個簡陋的demo飛速成長為有能力支撐世界級品質(zhì)、全平臺發(fā)行的大型游戲開發(fā)的成熟自研引擎,但我們也承認(rèn),Messiah至今依然有大量的不足,我們每天仍然面對很多反饋、很多珍貴的制作需求。我們團(tuán)隊(duì)中的每一個成員都正在努力改進(jìn),努力進(jìn)步,希望有一天,屬于我們自己的引擎能夠矗立在世界游戲技術(shù)之巔,大家能用上世界最頂尖的技術(shù)——我們自己開發(fā)出來的技術(shù)。