3D图形引擎，承上启下，由虚向实 | 行业洞察

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作者 | 史林

GPU（图形处理器，Graphics Processing Unit）是第三次科技革命中的高精尖产品，在元宇宙等未来空间里又都是重要的基建设施。因此可以说是链接两次科技革命，两个时代的纽带与桥梁。国内一流的GPU企业，砺算科技联合创始人孔德海表示：“数字孪生、元宇宙等数字世界都必须建立在高性能渲染GPU的基础之上。砺算高性能渲染GPU，将持续为从数字孪生、AR/VR、云游戏到未来元宇宙提供驱动力。”以GPU为代表的图形技术对元宇宙的重要性由此可见一斑，因此不妨就以此技术为索引，探究奥妙，回顾过去，窥探未来。

人类对图形的探索远比想象的久远，在法国南部的拉斯科洞穴遗迹中，保留着约1.5万年前的古人类壁画。粗糙的线条构成的各种图案和形象，可能就是人类最早关于图形方面的研究。此后人类就开始了不断的探索，试图将自己眼中的，以及虚拟世界通过各种手段与载体描绘出来，一直到今天。上世纪80年代，随着PC的出现与发展，人类开始了数字化与信息化的进程，语言，图形，文字等各种信息都可以被电脑储存。到了90年代，人们希望在电脑显示屏里搭建出三维图形；等到电脑里的三维图形栩栩如生时，人们又想将这些真实图形搬出屏幕，搭建元宇宙。估计出乎很多人意料的，在这方面起到强大推动作用的是随着PC出现的PC游戏市场。

引领时代的黑科技：id TECH

1991年2月1日，四个才华横溢又囊中羞涩的年轻人成立了一家公司id Software，他们中既有一流的黑客，又有骨灰级玩家，其中最耀眼的当属两位约翰，约翰-卡马克（John Carmack）与约翰-罗梅洛(John Romero)。尤其是卡马克，下文还要多次提及。他是个堪称惊才绝艳的极客，就连比尔-盖茨也承认卡马克与乔布斯一样，都是他心中为数不多堪称天才的人。也正是两位约翰联手打造的《德军总部3D》（Wolfenstein 3D）《毁灭战士》（DOOM）《雷神之锤》（Quake)等一系列里程碑式的游戏，一次又一次的推动了图形技术的发展。大约1993年时，喜欢跑车的卡马克将他自研的图形程序命名为“图形引擎”，由此开创了一个全新的产业，这个概念也延用至今并发展出了多个品牌。

粉丝以二人游戏的风格制作的卡马克（左）和罗梅洛（右）形象。如果将图形技术比拟成一辆车，毫无疑问是他们二人共同驱动前行的。其中卡马克可视为引擎，罗梅洛则可视为车轮，二人互相成就，共同吹响了一个新时代的号角。

卡马克将自己的图形引擎称为“雷神引擎（Quake）”，现在这款引擎叫做id TECH。虽然卡马克在1991年id公司成立后就开始自研图形引擎了，但真正将其开发为程序则是在1996年的《雷神之锤》中，之前的只能算是图形代码。《雷神之锤》发售后一如既往的火遍世界，还因为自身图形技术的突飞猛进带动PC和显卡也开始以惊人的速度换代淘汰，甚至有不法商贩趁机打出“可流畅运行《雷神之锤》”的广告囤积居奇。可卡马克不负天才之名，硬是凭一己之力将雷神引擎优化到了亲民的程度；还积极获取运营商的反馈，以惊为天人的代码能力构筑了网络补偿机制，让全球粉丝在网络不发达的90年代也能流畅对战，这也就是现在大火的电竞初生时的模样。

有很多人，包括很多业内专家都认为，游戏从2D到3D，从家用机到PC是由卡马克和雷神引擎带头的，那么下一次的扬帆起航势必也以卡马克为旗手。虽然不再从事游戏和图形行业了，卡马克也因为厌烦了Oculus和Meta纠缠不清的狗血宫斗戏而选择离开，不过他并未走远，而是去研究AI了，以自己的方式继续为未来的元宇宙添砖加瓦。

如前所述，卡马克不仅是技术天才，也是顶级黑客。他从小就坚持“反软件专利主义”，认为科技发展不应该被人为的设置壁垒，科技成果不应商业化。因此在开办id公司，自研图形引擎后，每隔几个月卡马克就会把前一段的成果公开到网上。不仅是图形技术，还有自己游戏的代码他都毫无保留，这直接使得当时的游戏市场很快就充斥着同类型游戏。除了罗梅洛，id公司内都反对这种行为，但卡马克是公司的主心骨，他想干的事又有谁能拦得住？客观来看，这种行为的确让游戏和图形技术业界在不到十年的时间里就获得了野蛮式发展，玩家们不费多大劲就能玩到不同的游戏自然是乐在其中。但站在专业技术和软件的角度来说，这种行为无异于釜底抽薪式的鼓励盗版。因此，虽然卡马克一直不乏粉丝拥趸，但真正响应他这种做法的却是寥寥可数。

敢于叫板巨人的先锋：虚幻

1999年，卡马克的新游戏《雷神之锤3》发售，上市前就受到粉丝的热捧，一经发售就毫不意外的收获了销量口碑双丰收。而且卡马克还开辟了一条新业务线：明码标价的贩卖雷神引擎，其他游戏公司可以直接花钱买版权，这一措施使3D时代的普及之快简直不可思议。

但即便如此，ID公司还是遇到了强劲的对手。Epic公司开发的《虚幻竞技场》（Unreal Treatment），玩法和《雷神之锤3》非常像，比《雷神之锤3》还早两天上市，而且使用的“虚幻引擎”（Unreal)同样是自主研发，Epic公司也在明码标价的贩卖图形引擎的版权。“虚幻”虽然起步不如卡马克快，但它的独特之处就在于它是卡马克之外的首款自研图形引擎，而且同样简单易用，跨平台兼容性也做得相当出色。但正因为它也是自研产品，又没有卡马克那样的“反软件专利主义”，因此授权条款颇为苛刻，在游戏收入超过五万美元之后就必须支付25%的分成。所以“虚幻”在大厂手里能玩出花，一般粉丝却连门槛可能都够不到。站在时代发展的角度来看，“虚幻”更适合不愁钱的玩家和时代，倒也不失为商业化成功的典范，或许在元宇宙里它能发展的更好。

弯道超车又自成一家的另类：Unity

在卡马克等天才们上演神仙打架时，很多小弟只能在暗中生长，其中的佼佼者是Unity，它最早只是苹果专属的开发者，2005年对外公布并开放使用，当时只是一款仅面向苹果电脑系统（MacOS）的游戏引擎,后来才陆续引入对其他平台的支持。

与前面说的卡马克那种“出道即巅峰，巅峰永不停”不同，Unity在很长一段时间里都默默无闻（主要是因为兼容苹果电脑系统的游戏太少），后来随着iPhone4，iPad等产品开拓的移动端市场逐渐扩大，Unity才开始显山露水。它凭借业内最优惠的授权条款，使用门槛低且兼容所有游戏平台等特点，现在全球移动端上约一多半，国内约七成的游戏都在使用它。

Unity还有独具特色的跨平台优势，有很多VR,AR设备都在使用Unity，这可是很多前辈产品都没有做到的，特别是目前很火的工业AR设备，Unity目前已经应用到工业设计、工人培训、流水线实操、无人驾驶模拟、市场推广展示等多个环节。Unity甚至还更进一步，在各个细分领域还发展出了Unity Pro,Unity Plus,Unity MARS,Unity Art Engine等子系统，用于各种不同的环境和条件。但Unity也不是完美无暇，比如工具数量有限，开发者还常常要自备工具，处理复杂多样的效果费时费力等。不过对旁观者来说，Unity已经能让我们畅想未来的元宇宙（特别是工业元宇宙）了。仅仅工业AR这一点，我相信即便瓦特和爱迪生看见都能惊掉下巴。

元宇宙引擎界的iPhone：蓝亚盒子LayaAir

蓝亚盒子（LAYABOX）引领的“轻量元宇宙”概念在业内独具一格。与传统意义或一般理解上的元宇宙不同，轻量之“轻”是对这一特性进行针对性优化的发展方向，在保证实现元宇宙虚拟空间基本特质的前提下，还具有性能要求低、实现成本低、适用范围更广泛等前所未有的优势。蓝亚盒子拥有两大技术集群底座，其一就是百万级生态开发者的国产原创3D引擎LayaAir，其二则是满足普适性元宇宙创作需求的零代码创作工具，基于两者还打造了轻量元宇宙众创平台Layaverse。

毋庸置疑，蓝亚盒子Layaverse构建的元宇宙场景更适用于主流终端，在极致满足易用性的前提下，充分考虑了移动端和PC端的平衡，可适配HTML5与小程序等使用场景，以及用于微信、淘宝等APP中。也正是因为其技术轻巧无端的特性，轻量元宇宙转化当前主流平台流量的效率相当高，并以此解决目前行业内普遍发愁的客源问题，此外还能以元宇宙这一新形式反过来助力各大平台或厂商的内容裂变与扩大影响。元宇宙行业目前普遍存在的四种问题：不好用、用不起、没有用、门槛高。要突破瓶颈的关键就是快速推动轻量元宇宙在中国落地生根。过去的企业营销推广、市场销售、产品展示等商业闭环始终面临着地域差异、环境差异以及成本昂贵等难题，彼此间可能还相互牵制，每个都是需要大量财力精力才可能解决的。

现在，轻量元宇宙依然保留VR，APP等入口，以极低的研发成本、零代码创作工具、支持HTML5、淘宝等APP全平台入口的形式等自身的努力，将虚拟现实场景的准入门槛降低了很明显的一大截，并呈现在企业与用户面前，最终实现“化繁为简，虚实共生”的轻量元宇宙理念。蓝亚盒子董事长兼CEO谢成鸿认为，“元宇宙目前需要解决的紧迫问题，是要让大家用得起。只有这样元宇宙产品才能免于流于形式，真正触达用户”。在此前提下，降本增效无疑是绝佳的选择。在国内同行普遍“重营销而轻研发”的环境中，蓝亚主打“众创型”平台概念，力求通过业内独一无二的零代码工具+素材库+工具库闭环，尽力压低元宇宙创作门槛。

据了解，在素材完备的情况下创作一个元宇宙虚拟空间仅需数分钟，任何非技术人员、企业管理者均可实现元宇宙创作。从这个角度来说，LayaAir，以及基于其特性研发的Layaverse等，的确有些像 iPhone。手机在iPhone之前就已经很常见了，但是现在谁还记得iPhone之前的手机是什么样的？现在的LayaAir与iPhone虽然只是在某些内涵上有一定程度的重合，而这种内涵也正是它们与众不同，卓尔不群，同时还能吸引粉丝入局的特质。

国产图形引擎的BMW：粒界GritGene

有人说国产货一对比舶来品就显得很low，质量、口碑、形象等等，这也不行那也不行。这话虽然有点道理但难免过于苛刻，在很长一段时间里又混杂了很多偏见与不满，久而久之的形成了思维定式。但事实真的如此吗？比如粒界自研的图形引擎GritGene绝对就是例外。

与前面提到的蓝亚LayaAir“轻量元宇宙”不同，GritGene明显是面向专业人员与需求的，虽然非专业人士也能上手，但亲自体验后明显觉得门槛更高。不过有门槛并非坏事，BMW也有门槛，但谁敢说BMW不是品牌？

粒界科技的创始人兼CEO吴小毛曾任职于德国的Crytek，没错就是打造CryEngine和《孤岛危机》（Crysis，玩家更喜欢叫它“显卡危机”）系列的那家企业。那么毫不意外的，GritGene的首要特点就是画质出众，极致逼真，色彩鲜艳，这在业界普遍强调娱乐性的大背景下就显得独具一格。CryEngine自诞生后就被称为“地表最强显卡检测器”，现在的GritGene说“地表最强”难免有些言过其实，但是在国内竞品间来说它的画质确是数一数二的。

此外GritGene还有一大特色在于“云侧端侧双版本”，这与业界普遍只有端侧的传统不同。这种双版本的作业模式为用户提供了算力的智能负载分配方案，从而突破终端算力局限，在轻量级设备上也能实现高品质内容创作，内容消费者也可以是内容创作者。这么看来，GritGene是不是与BMW也有几分相似呢？虽然一定会有人反驳说GritGene配不上如此盛誉。

的确，BMW对汽车行业的意义非同一般。但一般人不知道的，奔驰才是汽车的发明人。汽车行业内论资排辈的比较下来，BMW完全就是奔驰的小弟。而且因为坚持“驾驶的乐趣”，BMW是目前世界上为数不多还在生产手动挡的车企。同样的，GritGene也不是图形引擎的发明者，却也在坚持自己的同时蹚出一条路来，这路上遍布荆棘的同时也鲜花丛生。

世界上的游戏成千上万，图形引擎同样也远不止这几款。如前所述，这只是以图形技术为索引，探究奥妙，回顾过去，窥探未来。元宇宙等概念的涌现，真实与虚拟的界限也逐渐模糊，既然虚拟的游戏能越来越真实，那么真实的世界会不会越来越虚拟呢？从元宇宙等愿景来说，这是必然的。视觉是人类最直接的感官，人类在很多时候也都以视觉为主要感官追求。图形技术的发展既得益于游戏的发展，又催生了更新的游戏，还带动了其他科技共同向前。在元宇宙等概念呼之欲出的时代背景下，现实与虚拟迟早会融会贯通，不分彼此。图形技术还在日益精进，既是这个时代的尖端，也是下个时代的基础。最后引用卡马克的一句名言作结：

“人类既然已经走进了数字和信息时代，那么所谓的客观障碍都不复存在，即便真有那也是主观上的。如果想动手开发什么新技术，根本不需要成千上万的资金，昂贵复杂的设备，只要一个塞满了可乐与披萨的冰箱，再来一台便宜的电脑，还有为之献身的决心与毅力就够了。”

这不仅是卡马克的信念，也是他一生的写照，还是下个时代的号角。

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END

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