夜光引擎
史克威尔艾尼克斯开发的一款游戏引擎 来自维基百科，自由的百科全书
夜光引擎（日語：ルミナス・エンジン，英語：Luminous Engine），最初名為Luminous Studio（ルミナス・スタジオ），是由日本遊戲開發商史克威爾艾尼克斯內部開發並使用的多平台遊戲引擎，後由夜光組團隊接手繼續開發維護。該引擎專為第八代遊戲硬件及相容DirectX 11的平台設計，支援包括Xbox One、PlayStation 4以及部分Windows系統版本。其開發構想源於《最終幻想13-2》製作期間，由於當時使用的水晶工具引擎無法適配新一代主機效能需求，團隊決定打造一款能夠應對未來技術挑戰的全新引擎。
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| 開發者 | 史克威爾艾尼克斯 (2012-2018) 夜光組 (2018-2023) |
|---|---|
| 首次發佈 | 2012年6月 |
| 平台 | PlayStation 4, PlayStation 5, Xbox One, Stadia, Microsoft Windows |
| 類型 | 遊戲引擎 |
| 許可協定 | 專有 |
這款引擎最初於2012年公開訊息，同年史克威爾艾尼克斯於E3展上推出了引擎的技術展示短片「Agni's Philosophy -- FINAL FANTASY REALTIME TECH DEMO」。《最終幻想XV》即為首款使用夜光引擎打造的遊戲。
開發
根據前任史克威爾艾尼克斯全球技術總監Julien Merceron的說法，新引擎的概念誕生於2011年，當時他正處於《最終幻想XIII-2》開發的最後階段。對於Square Enix來說，這是一個困難的時期：當時被稱為《最終幻想Versus XIII》的專案在過渡到開放世界環境時遇到了原始引擎水晶工具無法處理的技術障礙，而《最終幻想XIV》的推出由於開發和技術問題，成為了災難。面對這些問題，史克威爾艾尼克斯決定從世嘉引進前開發者，為其產品打造新的引擎，包括夜光引擎。在談及共用引擎時，Merceron表示，他建議公司避免在公司之間或遊戲之間的內部共用，直到引擎與已發佈的遊戲一起最終確定下來：這導致夜光引擎在開發過程中被限制在《最終幻想XV》中，而其他主要的次世代遊戲將使用其他外部引擎。[1][2]
夜光引擎的構建理念與Epic Games的虛幻引擎或Unity Technologies的Unity引擎相似，它包含了從資產編輯開始所需的所有開發工具，並且「高質素、易於使用、靈活、高速、緊湊、支援手動和自動遊戲開發方法」。開發團隊從虛幻引擎和Crytek的CryEngine中汲取了這個概念和方法的靈感。選擇「夜光」這個名字是為了體現《最終幻想》系列的水晶主題[3]。團隊在打造引擎的時候考慮了很多主要因素，因為他們希望保證高端遊戲的最高質素。一些環境因素包括照明、遮陽和建模。遊戲的一個核心特點是人工智能（AI），之前由於需要大量的個體代碼，在特定的條件下，或由於編程能力差，容易出現不穩定的情況。對於夜光引擎，團隊建立了一個統一的靈活框架，在控制人工智能規模的同時，也讓它變得直觀。它的目的是在內部使用，而不是授權給其他開發者，但公司的西方子公司將可以使用它[3]。此外，他們還內建了為CG設計的圖形資產與即時動畫融合的能力，使二者在圖形上有相似之處[3]。夜光引擎於2011年公開[3]。
該專案由史克威爾艾尼克斯技術長橋本善久主導，他於2009年從Sonic Team轉職加入該公司，並於2011年起深度參與遊戲引擎研發[4][5]。參與Luminous Studio開發的其他核心成員還包括野末武志、岩田晃及岩崎浩等資深開發者[6]。在夜光引擎的基礎架構搭建期間，團隊曾赴IO Interactive、晶體動力和藝奪蒙特利爾工作室等西方遊戲開發商考察引擎技術，這些工作室在被史克威爾艾尼克斯收購前隸屬於Eidos Interactive。史克威爾艾尼克斯歐洲子公司基於CDC與Glacier 2引擎的開發經驗，與Luminous Studio團隊共用了引擎開發知識與原始碼[7]。截至2012年，最終開發團隊中有三分之一成員來自公司歐洲分部[8]。夜光引擎基於高端DirectX 11技術打造，雖專為第八世代遊戲設計，但官方宣稱其可相容任何支援着色器功能的平台，包括PlayStation 3與Xbox 360。而因其硬件架構不支援着色器技術，夜光引擎對任天堂第七世代主機如Wii與3DS的相容性則存疑。開發初期，團隊曾探索將引擎適配Wii U的可能性。史克威爾艾尼克斯期望將夜光引擎塑造成技術品牌，計劃在成熟階段向市場展示其標誌與技術演示[9]。
該引擎最初應用於技術演示專案《阿格尼的哲學》（Agni's Philosophy）與《女巫篇章0》（Witch Chapter 0），此後支撐了公司旗下兩款作品的開發——經典系列新作《最終幻想XV》以及原創IP《魔咒之地》。2018年初，史克威爾艾尼克斯將《最終幻想XV》核心開發團隊獨立組建為全新子公司夜光組，旨在依託夜光引擎為全球玩家打造AAA級遊戲新作。[10][11]
《阿格尼的哲學》（Agni's Philosophy）是由史克威爾艾尼克斯為展示Luminous Studio引擎效能打造的技術演示專案。該演示由專精遊戲CG動畫製作的視覺工作室部門（Visual Works）與研發部門先進技術部（Advanced Technology Division）攜手合作，旨在實現接近預渲染CG動畫質素的即時圖形渲染效果[12][13]。開發周期約半年，突破公司過往基於既有遊戲製作技術演示的慣例，完全採用原創設定。演示主題圍繞《最終幻想》系列展開——團隊在創作討論中提出「何謂《最終幻想》？」的核心命題，拆解其基礎要素並融入創新性異質內容進行重構。核心角色阿格尼的塑造是開發重點，為確保畫面表現力，團隊針對圖形效能進行了專項最佳化。世界觀與主題由日本本土團隊構建，而大量角色設計則由西方子公司成員完成。所有技術實現均基於當時市售高端PC平台[14]。為打造阿格尼的髮型效果，團隊先用假人模型與專業化妝師設計的假髮進行實體模擬，再通過數碼技術轉化。角色面部建模基於真人演員動作捕捉素材，後期通過數碼技術調整最佳化[15]。從概念設計到最終成型，整個開發流程歷時約一年[14]。《阿格尼的哲學》首度亮相於2012年E3展的史克威爾艾尼克斯特別發佈會，期間特邀嘉賓通過暫停演示、即時動態調整角色細節等操作，生動展示引擎的模組化編輯功能[16]。該演示亦於同年SIGGRAPH圖形技術大會進行展示[13]。
《阿格尼的哲學》技術演示以每秒60幀執行，每幀消耗1.8GB紋理數據，單幀處理多邊形數量達一千萬個，每個角色模型約由30萬至40萬個多邊形構成[17]。演示中有一幕呈現了十萬隻發光螢火蟲般的昆蟲佈滿螢幕，每隻均為具備身體與翅膀的完整多邊形網格模型，隨後它們融合生成召喚獸。該專案始於2011年6月，最初由Visual Works製作成預渲染CG動畫，後史克威爾艾尼克斯嘗試使用Luminous Studio引擎完全實現即時渲染，並沿用了與CG版本相同的素材資源[18]。
在更名為《最終幻想XV》並全面轉向第八世代主機開發前，該專案（原名《最終幻想Versus XIII》）採用了夜光引擎的照明技術及一套自主研發的專用玩法引擎[19]。在2013年E3展以新標題重新亮相時，團隊啟用了名為「Ebony」的客製化化引擎環境進行展示[20]。2014年7月，橋本善久因個人原因離職，雖仍擔任Luminous Studio技術顧問，但其專案負責人職位由曾參與夜光引擎技術相關遊戲開發的資深工程師雷米·德里安庫爾（Remi Driancourt）接任[21]。同年東京電玩展與Jump Festa展會上演示的版本基於Luminous 1.4版本，該版本結合了夜光引擎與專為Ebony打造的組件。《杜卡特篇》試玩版執行於1.5版本，而正式版計劃搭載2.0版本引擎[22]。
藉助夜光引擎，《最終幻想XV》實現即時場景單幀五百萬多邊形渲染量[23]，角色模型單體約由10萬個多邊形構成[17]。本作角色骨骼系統突破性採用600根骨骼，約為第七世代主機的10至12倍規模[23]，其中面部組態約150根、毛髮與服飾約300根、軀體約150根[17]。角色髮絲技術沿襲《阿格尼的哲學》的呈現手法[24]，單角色內部髮絲模型約含2萬個多邊形，較第七世代提升五倍。紋理數據容量亦實現跨越式增長[17]，單角色使用30MB紋理數據並支援十級細節層次。第七世代遊戲單場景紋理數據量約50-100MB，而《最終幻想XV》在PlayStation 4平台上可呼叫約16倍於該數值的紋理資源，高清紋理解像度最高支援2048×2048至4096×4096像素[17]。針對個人電腦移植版，夜光引擎整合輝達技術進行升級最佳化[25]。
2015年4月，史克威爾艾尼克斯宣佈該引擎將支援DirectX 12技術。與此同時，輝達公佈了由其與史克威爾艾尼克斯合作開發的全新即時技術演示《女巫篇章0【慟哭】》（Witch Chapter 0 [cry]），其中重現了早期《阿格尼的哲學》演示中的核心角色阿格尼[26]。該演示單幀渲染多邊形數量突破6300萬，採用「8K×8K」超高解像度紋理，角色髮絲通過50餘種着色器技術實現每根獨立多邊形建模。其以極高精度模擬人類哭泣過程，即時畫面質素可與預渲染CG動畫相媲美。該技術演示耗時一年製作，執行平台為搭載四塊GeForce GTX Titan X顯示卡的個人電腦[27]。2016年10月，《最終幻想XV》正式發售前，史克威爾艾尼克斯完成了「Luminous Studio Pro」商標註冊[28]。
特點
- 環境光遮蔽，包括陰影、球諧函數及螢幕空間環境光遮蔽[29]
- 動畫系統，涵蓋角色骨骼動畫、動畫AI邏輯[30]、全身IK（逆向運動學）、程式動畫[31]以及基於肌肉的面部動畫[29]
- 抗鋸齒技術，包含MSAA、FXAA及Yebis 2基於圖像的抗鋸齒[32]
- 人工智能[31]，包括反應式AI、[3]動畫AI[30]及GPGPU支援[3]
- 延遲渲染，含延遲光照（光預計算渲染）[3]
- 深度緩衝[29]
- 開發工具、模組與軟件，支援關卡編輯、動畫製作、遊戲編輯及着色器編寫[3]
- DirectX 11[31]與DirectX 12支援[33]
- 動態晝夜循環系統，含即時時間流轉[30]
- 動態雲層系統，實現完整雲體模擬[30]
- 環境貼圖[29]，含立方體貼圖[30]
- 眼球着色器，包括鏡面反射、高光、折射、淚液效果[29]及眼球深度與透明層處理[29]
- 全域光照[30]，含即時全域光照[34]、間接光照[35]與即時光澤間接光照[36]
- GPGPU與多核處理器支援，含GPGPU加速及AI與遊戲物理模擬的GPGPU支援[3]
- GPU計算，用於粒子、毛髮、布料及視覺效果[13]
- 毛髮模擬系統，含毛髮與鬍鬚仿真[13]、GPU加速毛髮模擬[13]、基於人偶技術的毛髮渲染軟件[24]、毛髮着色、光照、散射、鏡面反射[29]、物理效果、曲面細分、髮絲平滑、樣條插值[13]及即時調整顏色/毛躁度/發量/造型[29]長度與物理參數[6]
- 高動態光照渲染[39]，含高動態範圍光照[30]
- 光照系統，含折射、反射、[34]漫反射、鏡面反射[29]、體積光[40]Per-pixel lighting及逐像素順序獨立透明[35]
- 細節層次[17]（LOD）[30]
- Autodesk Maya軟件支援[39]
- 材質系統[30]，含玻璃渲染[13]
- 動作捕捉[15]，含面部動作捕捉[29]
- 遮擋剔除[17]，含不完美陰影貼圖的點雲剔除[36]
- 粒子系統[34]，含GPU加速粒子系統[30]、粒子效果、獨立粒子、碰撞處理、阿爾法合成、粒子緩衝、並列粒子更新及粒子位置/速度等屬性調整[13]
- 基於物理的渲染[30]
- 物理模擬[3]，含即時可調的布料模擬[6]、漣漪等水面效果[30]、影響環境（如草地）與角色（如衣物）的可調風場模擬[30]及GPGPU支援[3]
- 陰影生成[39]，含陰影對映[36]與百分比漸近過濾（PCF）[29]
- 佈景主題着色器，含紋理坐標系、陰影及佈景主題光照處理（漫反射/鏡面反射/次表面散射）[29]
- 曲面細分[34]，含等值線細分與B樣條平滑細分[24]
- 水面反射，含螢幕空間反射與立方體貼圖[30]
- 紋理解像度：2048x2048、4096x4096[17]及8K×8K[27]
- Yebis 2用於影片後期處理的中介軟體[30]，[39]含基於HDR的曝光模擬、色溫調節、景深[29]、散景、色差[41]與動態模糊[42]
使用該引擎的遊戲
夜光組的成立可以追溯到2011年，初期目標就是為了進一步開發夜光引擎[43]。2012-2018年，團隊將擱淺的《最終幻想Versus XIII》重新啟動為《最終幻想XV》，利用自研夜光引擎完成開發並於2016年登陸PS4和Xbox One平台，畫面技術獲業界認可[43]。但在此期間，史克威爾艾尼克斯旗下包括《王國之心III》以及《最終幻想VII 重製版》等大作基於「多重考量因素」，均不再採用夜光引擎，而改用虛幻引擎4等其他遊戲引擎[44][45]。而《最終幻想XV》的製作人田畑端也在2017年向媒體表示，在嘗試將該遊戲移植到Switch平台時發現該平台在當時難以充分釋放夜光引擎的效能[46]。2018年史克威爾艾尼克斯將這一團隊獨立為夜光組，初期探索多元化內容後專注主機遊戲，針對PS5開發全球化動作RPG專案「Project Athia」（後定名為《魔咒之地》），2023年發售後因敍事爭議遇冷，但高速戰鬥與引擎技術仍受肯定[43]。
2023年2月底，夜光組被宣佈將於同年5月1日併入母公司史克威爾艾尼克斯[47][48]。隨着夜光組被併入史克威爾艾尼克斯，《魔咒之地》的續作專案被取消，亞歷克斯·唐納森（Alex Donaldson）也表示夜光引擎可能就此結束[49]。史克威爾艾尼克斯內部的團隊也轉而支援其他已經在使用的系統或者業內更廣泛使用的第三方遊戲引擎[50]。《最終幻想XVI》的製作人吉田直樹表示，由於前作的開發團隊當時還忙於DLC等內容的開發，沒有為遊戲引擎建立開發文件，也無法提供更多有效技術支援，因此夜光引擎在專案初期就被排除在外[51][52]。由此，在夜光引擎專案被擱置之前，實際僅被用於開發了《最終幻想XV》和《魔咒之地》兩款遊戲[53]。
| 年份 | 遊戲 | 平台 | 參考 |
|---|---|---|---|
| 2016年 | 《最終幻想XV》 | 微軟Windows、PlayStation 4、Xbox One、谷歌Stadia | [54] |
| 2023年 | 《魔咒之地》 | 微軟Windows、PlayStation 5 | [55] |
評價
該遊戲引擎於2012年E3展首度公開時，其存在令眾多評論家倍感震撼[56]。《Kotaku》稱該引擎演示的圖形效果「令人瞠目結舌」且「驚艷無比」，並視其為虛幻引擎4的強勁對手[57][58]。《VG24/7》則用「極致瑰麗」盛讚其畫面表現[59]。《IGN》評價此項技術為「邁向未來的跨越式飛躍」，其他評測亦着重強調其對人類眼球的高度擬真3D建模與圖形即時渲染能力[60][61][62]。
關連項目
參考文獻
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