Unity放出“Enemies”引擎实时演示短片，展现最新一代渲染效果

更全面的质量改进

2022-03-22发布于资讯

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Unity放出“Enemies”引擎实时演示短片，以4K分辨率的实时渲染来展示眼睛、头发和皮肤渲染等方面的重大突破。据悉，团队计划在美国时间3月21日至25日举行的游戏开发者大会（GDC）上现场展示，供开发者在 Unity 编辑器中观看该 Demo 项目。
官方表示，创建和渲染一个逼真的人类角色一直以来都是计算机图形学中最困难的挑战之一。但随着近年来团队也看到了技术的大幅进步，数字人创作的未来也愈发让人兴奋。Unity 的核心技术一直在马不停蹄地演进，以满足创作者们对高画质和逼真画面日渐高企的期望，这其中也包括了数字人类。 

为了让Unity能为数字人类的运行和渲染做好准备，Unity 的 Demo 团队在之前发布了《异教徒》技术 Demo 短片，而这次制作的 Enemies 是在之前工作上的一次拓展。在项目完成后，团队将技术打包成“Digital Human Package”向社区发布，但同时还有许多的设想尚未体现在这一资源包中。在某种程度上来说，Enemies 是前所未有的新东西。以下是本次的全新内容：
更全面的质量改进
通过与 Unity 工程师团队的路线图和开发工作密切协调，Demo 团队在制作早期就用上了许多新技术。短片的制作还促进了多种 Unity 技术的改进和修复，填补了各产品路线图中的空白，并针对自身的需要开发了新技术。 在 Enemies 短片中，团队集中攻坚了三个方向：头发制作解决方案，提升面部的逼真程度，将这些技术应用到一个真正的作品中。 

所有新出的、开发中的和已推出的 Unity 图形和核心功能都被发挥到了极致，包括各系统之间流畅地协调运行，以提高整体图像质量。具体来说，Enemies 用到了 Unity 的高清渲染管线（HDRP）中的所有技术、屏幕空间全局光照（SSGI）、新的 Adaptive Probe Volumes（适应性探针体积）、实时光线追踪、NVIDIA 深度学习超采样（DLSS）以及其他为实现短片艺术效果所使用的大大小小的功能。
全新的数字人类
制作一个人种和面部特征不同的角色给团队带来了一些额外的挑战，这也是在制作异教徒（The Heretic)角色 Gawain 时所未曾解决的。 在 Enemies 中，团队选择了一名40多岁的女演员作为主角，这位演员更符合故事的背景，也带来了新层次的技术挑战。 

首先，主角浅色的皮肤更为透明，因此在移动和说话时面部毛细血管会更明显，团队专门为此开发了一种张力技术。角色的面部还带有较为突显的皱纹，需要在着色和光照上特别注意。角色的眼睛更是有一系列独特的挑战（其中一些已经解决）。为了增强眼球的写实感，团队还添加了焦散（Caustic）效果。角色面部的“桃毛”或汗毛为皮肤添加了微妙且重要的真实感，团队通过将 Skin Attachment 系统移到GPU上计算来完成这部分毛发的渲染。最后，本次还决定给了她一头长发。
Unity全新的头发渲染方案
全新的 Unity Hair Solution 包含三个部分，三部分协调运行才产生了主角自然的外观和动作。Hair 系统（以发丝作为渲染单位）是一种用于头发创作、模型蒙皮、发丝模拟和头发渲染的一体化解决方案。此系统兼容所有能够输出以Alembic为文件格式的发型数据，因此您可以自由选择创作工具以创建角色的发型。

在 Enemies中，团队使用了 Maya XGen 来制作头发，团队也正在通过 Weta Barbershop 验证这一流程。Hair系统也可以兼容用户所选择的着色器，可以在任何一种渲染管线中使用它。系统目前支持高清渲染管线（HDRP）、通用渲染管线（URP）和内置渲染管线。
为了使头发和短毛看起来更真实，Unity 为 HDRP 开发了 Hair 着色，其效果与特效电影和动画电影中所用的模型类似（比如Marschner、迪士尼的电影）。团队能够使用该技术在每种光线条件下创造出更精致的视效，而不需要特意改变参数来取得较高的性能。

Hair渲染可以高效地渲染非常细的发丝，还能有效防止因发丝过细导致无法正确地光栅化所造成的锯齿。在 Enemies中，团队在一个可见度缓冲区中多次采样，以减少发丝过细所产生的锯齿，而发丝的着色则是在一张单独的着色图集中完成的，独立于发丝的可见度。
项目公布时间
与以往一样，Demo 团队将与社区分享 Enemies 中的技术，以便让大家能在自己的 Unity 项目中进行尝试。 据悉，公司将在一两个月内发布 Digital Human 2.0 软件包，其中包含自异教徒（The Heretic）以来所做的所有更新和改进。 

支持发丝渲染的 Hair 系统将以软件包的形式发布到 GitHub ，团队非常欢迎大家前来试用、反馈，以便公司完善系统、并最终发布为官方支持的功能。制作 Enemies 期间做出的或已经应用的引擎改进部分已在Unity 2021.2中推出，部分将在2022.1或2022.2中推出。
深入剖析直播
团队将特别邀请 Cinecom.net 、Lars Stranden 和 Mark Schoennagel 一起主持Twitch直播，在线上深入剖析短片。该直播将于北京时间3月26日0：30举行。