原文網址：
http://www.eurogamer.net/articles/the-making-of-god-of-war-iii?page=1
這篇刊登於
Eurogamer的文章，是上個月 GDC 針對戰神三的技術所研討出的報導。如果想好好認識戰神三的技術層面，這篇文章是相當不錯的介紹文。
專有名詞部分的中譯，筆者盡量使用網路所查到的一般譯名；如果沒有的話，就自己採用較貼切的翻譯。
GDC（GameDevelopers Conference，遊戲開發者論壇）已經進入尾聲。上個星期才經歷過一次規模龐大的
祕境探險二（Uncharted2）技術檢討會，
Digital Foundry（一個促進開放程式發展的組織）休兵一週，去好好地玩戰神三。
我們先前才
報導過，Sony Santa Monica團隊努力地針對戰神三在先前E3試玩版上的視覺及效能的缺陷，進行徹頭徹尾的改良。而這次的報導，我們將焦點集中在此：戰神三是如何利用最尖端的技術，營造出史詩般的視覺感受和戲劇般的互動體驗，進而讓自己登上遊戲史的頂點？
整個遊戲體驗的核心，就是享受Sony Santa Monica團隊營造出藝術般的優質表現。只要是玩過
PS3戰神合輯版的人，就會發現這款PS2的重製遊戲，經過美工和技術成員的努力後，讓它的畫質和這個世代的遊戲不分軒輊。而在戰神三裡面，無論是材質方面還是幾何方面，都遠超過他們先前的作品。利用Programmable pixel
shaders（可程式化像數宣染）技術，強化材質和特效，使得它們邁向嶄新的境界，進而擁有高水準的表現。這是一項真正的跨時代技術，也讓新戰神三的效能（根據frame-rate）和前作一樣優秀。
從影片裡可以看到，戰神三的FPS根據畫面複雜度，維持在30到60之間（有開垂直同步）而在角色塑模、美術概念圖和低階網格圖（low-polymesh）方面，是利用Maya進行初步的塑造，再將成品轉移給3D塑模軟體（如ZBrush）來做出基本的模型。將成品送給人物塑模師或動態技師前，還得先將這些模型的細節用影像軟體（如Photoshop）描繪出來。
主角奎托斯本身就是一個精緻的模型。有趣的是，製作小組粗略估計，他的多邊形數目低於35000－低於祕境探險二的主人公Nathan
Drake。即使多邊型不是很多，製作小組仍然有辦法讓這位斯巴達戰士看起來「美輪美奐」－多邊型計算只是整體裡的一項比較項目而已。
利用Z-Brush程式，搭配書寫版和指示筆，讓美術人員對創作作品賦予生命「在效能的前提下，我們盡量增加多邊型。」美術總監Ken Feldman說，「印象中，這些角色使用的材質容量都很龐大，下肢、上半身和頭部的材質大小為2048，每個角色都擁有法線、擴散、反射、光澤、環境遮蔽、表皮等等的渲染貼圖。我們還使用層紋理（layered texture）增添表面的質感，並在需要的地方加上環境貼圖。」
「PS2的奎托斯大約使用5000個多邊型，」Feldman說，「而現在的奎托斯大約用了20000個多邊型。以前我們只在他身上使用三種材質，而現在則是二十種。目前他的動態資料量大約是以前的六倍，大約是2MB。」
「如果把現在的奎托斯讓兩台PS2來運算，大概只能留下充滿回憶的腳印。而且，現在的奎托斯總是身著華麗裝備，還挾帶許多的武器來切換使用，所以我們也得把這些配件給考慮進去。」
一種名叫混合正交貼圖（blended normal mapping）的新技術，可以讓基本模型更加真實，並且大大強化各種動態效果的可用性。這也讓奎托斯面容肌肉的運作更加自然，其猙獰演出更是我們前所未見的。它讓遊戲系統呈現出絕佳的真實度。像是角色皺眉的動作，進而帶動模型臉部皮膚－系統不但可以辦到這點，而且效果還相當理想。不僅肌肉組織的模擬正確，連靜脈從奎托斯的手腕浮現的模樣都能辦到。這些效果隨著他的行動自然地出現，真是教人難以置信。
戰神三主角們的動態效果，都是由製作群用手所調整出來的。因為他們覺得：用手調整的效果，比動態捕捉的演員所提供的動作還要棒。至於那些二線角色，則是請
Image Metrics（一家知名的動態效果公司）錄製動態演員的臉部動作，搭配聲優的演出，去和遊戲角色臉部模形的每個像素作對應，最後再由Sony Santa Monica團隊進行潤飾的工作。
「當我們看見奎托斯在遊戲裡出現時，不禁發出讚嘆聲：『喔喔！這就是他嗎？』」首席角色總監Patrick Murphy說，「連他的血管都看得一清二楚，他在我們面前喘息的姿態和真人無異，這比用一般的電影方式製作出來的成果還要酷，我們太滿意了。」
玩家一定很好奇，為什麼用手調整的動態效果，像是蛇妖的頭髮及尾部，可以在PS3上表現得栩栩如生？關於角色的運動方面，除了製作團隊預先錄製好的動態效果以外，技術美工們還創造出一個控制次等動態效果的系統：動態模擬。這個系統的效果既巧妙又出色，可以根據動態技師預先花了許多工時所調整出的效果，讓物件正確地產生活動。
「在戰神三，我們將動態模擬系統用於眾角色的許多次等動態效果上面。」戰神的技術美工經理Giovanni Luis解釋說，「在我們以前的遊戲中，頭髮和衣服看起來都相當死板，它們應該要是活生生的才對。現在我們總算可以將這些物件賦予其應有的動態效果，讓他們生動地呈現在各位眼前。」
「在前作快完工的時候，我和Jason Minters共同合作，創造出這個動態系統。這個系統可以利用Maya Hair System（動態的曲線系統，可以被用來模擬頭髮，以及其他任何曲線形狀的物體）來驅動各種物體的彎曲部份。」技術美工Gary Cavanaugh這麼補充，「蛇髮女妖頭上的每個蛇頭都可以獨立的活動，動態技師不需要去逐一設定物件的動態，但是卻可以完全掌控它們。這讓動態技師能隨心所欲的應付更龐大的工作流。」
左圖：利用拉鍊技術（zipper tech）來設定人馬傷口撕裂後的動態效果
右圖：蛇髮女妖尾巴的動態效果設定
而讓戰神三擁有電影般磅礡氣勢的關鍵要素，就是高造詣的運鏡。和前作類似而和祕境探險二不同的地方在於：玩家對遊戲中的視野控制權相當的小。Sony Santa Monica組成一個小組，專門根據其需要來設計攝影機的運作，就像電影的攝影總監一樣。
想想看，遊戲過程很棒，棒透了！加上設定好的運鏡，來確保玩家能得到最棒的感受。戰神將宏偉及瑰麗集於一體，當你從Ａ移動到Ｂ，與其讓鏡頭盯著地面或牆壁，為什麼不改成展望遠處的史詩級壯景呢？
Sony Santa Monica總共有四位人員負責運鏡的調整。每位成員都畢其極致，找出最好的攝影機位置和移動路線，再將眾人的成果完美地調和，使得玩家視野所見的一切都盡善盡美。
「關卡設計師將攝影機的初始位置記錄於設計表單內，再送到我們手中，這是基礎的第一步。」運鏡設計師Stephen Peterson說，「隨後，我們將攝影機的位置和移動軌跡逐一列出。一但運鏡經過實機測試，發現是個好概念的話，我們就會將它付諸實行，並把成果遞交給美術部門。」
「這會讓美術部門的人員有時得花上數個月去工作，讓整個場景就像一齣史詩演奏在我們面前。」首席運鏡設計師Mark Simom補充道，「然後他們會把成果送回我們手中－場景經常和我們當初所見的不同，所以我們經常有需要再進行微調，然後再重複遞交給美術部門來重新調整關卡設計，直到雙方都滿意為止。」
「一但我們這麼做，美術部門的人就會相當不爽－有時得花上一年的時間，嘔心瀝血的結晶卻被我們給打回票要求修改，也難怪他們會生氣。」Stephen Peterson解釋，「我們只是想讓每個人的努力成果，以完美的姿態呈現出來。」
開發團隊試著掌控遊戲的運鏡，集中遊戲的電影體驗，發掘美術的完整潛力訂製好的運鏡軌道同時也肩負踏玩家開拓新領域的任務為了營造出電影的感覺，呈現出設計師們想要的效果，攝影機就是引導玩家的最佳人物。運鏡的基本原則，就像領航的牧羊人一樣，帶領玩家走向正確的方向。祕境探險二那種視角相當自由，讓玩家得隨時推動類比搖桿調整視角的遊戲方式，並不是Sony Santa Monica所追求的。他們想要支配玩家對行動和遊戲世界的觀點，並讓他們獲得電影般的臨場體驗。
想要優秀的運鏡，就需要以周密的技術觀點，來編彙攝影機的運作。戰神三並不打算讓玩家掌控視角控制機能，而是讓玩家去適應遊戲的過程，並享受眼前令人滿意的動作景致。
「攝影機並不是死板的運作而已。它們經過慎密的安排，提供玩家們電影般的遊戲體驗。」技術總監Christer Ericson這麼解釋。「為了不讓遊戲的電影要素隨視角的移動而消散，我們得針對螢幕中發生的動作和事件，從許多角度和位置來調整攝影機的運作。正因為遊戲會自動進行視角調整，所以需要演算的物件都間接確認完畢，很少有例外，這對遊戲硬體資源的安排有某種程度的功用。」
「當然，我們其實也可以讓玩家在遊戲中掌握視角控制權。而我們不這麼做的理由就像前面說過的：我們認為控制攝影機的動作，會讓精心打造的電影氣氛煙消雲散，而不是擔心玩家突然大轉身，會抓到幾何的運算錯誤（笑）。」
Ericson用移動式攝影車－上面配置機械手臂，可以控制鏡頭的遠近、機身的伸縮和機體的高低－來比喻運鏡實作過程。
「攝影機的所有移動和運作，都是根據運鏡設計師仔細設定的參數來做的。但是玩家人物和敵人位置的最後設定部份，則必須實際地根據畫面調整。我們必須以實機畫面來檢測攝影機的位置，觀察每個遊戲畫面的成效，最後才確定這部份的運鏡。換句話說，攝影機的運行軌跡會形成不規則的3D容積體，而不是單純的滑逸軌跡。大致上，攝影機針對遊戲過程的位置和導向，都不是光靠參數校正就可以完成的。」
攝影運鏡師和其他部門之間緊密而不可分。當然，讀者可能會想：將設定好的運鏡丟給其他部門處理不就簡單多了？但是這麼一來，就得賦予玩家更多的視角控制權，卻讓玩家更難獲得蘊藏於各處的重要電影體驗。
關卡設計是由簡單的網格圖開始的，循序而進，最後再由美工所潤飾「每個關卡都需要視角設定，這個動作和其他各個部門有相互的關係…喔，概念美術部門算是例外。時程和預算的壓力接踵而來，這條路走起來可不輕鬆。」Sony Santa Monica的Phil Wilkins說。
「這些動作對效能的唯一的好處，就是讓我們可以將優質的創造力，集中在玩家所見的範圍。同時代表我們可以不用構築鏡頭後面的空間，或是釋放後方不會再看到的位置其資源。不過，我們通常是選擇折衷的方式：將這些位置換成低清晰度的版本。」
視角運鏡是戰神三裡面的關鍵要素。而玩家無法控制攝影機，也意味著某些場景會讓玩家感到棘手（像是跳躍的距離掌控），所以運鏡一定要考慮到戰場的全貌才行。只要攝影機按照預設軌跡運作的成效良好，就可以產生絕妙的視野和視覺效果。設計小組的匠心，在遊戲的第一個場景中發揮得淋漓盡致：奎托斯起身對抗海神波塞頓，攝影機環繞著蓋亞－一位媲美希爾斯大廈（高約1400呎）的泰坦巨人。
這是戰神三最常拿來展示其技術效能的影片。它不僅擁有超大規模的動態場景，還有出色的運鏡。Sony Santa Monica 試著以自己的方式，達成NaughtyDog的動態物件遍歷系統（dynamic object traversal system）的功能－整個場景都在運動，表面的物件活動也可以正確地受其影響。
戰神三最具代表性的場景：站在泰坦身上，和海神波塞頓作戰
「PS2的硬體無法做到這種超大規模－因為記憶體不夠。」Ken Feldman說，「絕大多數的遊戲，都將場景設計集中在房間或是走廊等位置，遊戲引擎對這種場景比較能得心應手。當然，若只是把超細膩的細節集中在小小的房間裡，可以省下許多功夫。但是若是超大規模的場景，則又是另一種不同的挑戰－也就是我們所接受的挑戰。」
記憶體的配置無疑是這份挑戰的最大難關。材質和幾何的安排都要足以滿足不同的規模，場景之間的無接縫讀取也是一個問題。為了達成這些條件，只要讓奎托斯變成一個小黑點就可以省下不少功夫…問題是，那個兩萬個多邊型的模型可不能省略掉，反之還得常駐在記憶體裡，老天！
這個問題的解決方法之一，就是讓資料流系統在幕後（像是小場景或是特寫的場合）持續地運作。當玩家進行遊戲時，戰神三完全沒有跟玩家勒索時間來讀取，也沒有強制要求硬碟安裝（譯註：那些老是讓玩家看到Now Loading的設計師真該好好跟他們學習），大多數的Sony第一方遊戲都是這樣。所有的資料都是趁著幕後的時間，從藍光系統讀入記憶體中。
最讓人驚訝的地方是，戰神三最後在巨大容量的藍光片裡面，只有5.3MB的執行檔；其餘的未壓縮檔案和協同處理二元碼（SPU binaries, Synergistic Processing Unit）則佔了35GB，歐版則為了支援多國語言而膨脹到40.2GB。
Tim Moss（Sony Santa Monica的高層）在他的Twitter裡面提到，他對這個團隊的表現感到相當驕傲，空出許多記憶體容量更是讓人相當滿意。而在以前PS2版的戰神裡面，執行檔則是只有1.2MB－小到可以放入磁片裡面。
剛剛的蓋亞影片，我們在結尾可以看見波塞頓被奎托斯痛擊的畫面，這也是玩家觀點的一個創新：第一人稱殺戮。一但玩家成功通過頭目的挑戰，視角就會轉到受害者的身上，以受害者的視野，看著猙獰血腥的奎托斯屠戮手無博雞之力的自己。這無論是從美術、動機和科技的角度來看，都是一個出色的表現。
「打從一開始，我就打算把第一人稱殺戮的靈感，放在奎托斯最後的終結技裏面。」首席戰鬥設計Adam Puhl說，「當大家從實機上看見這個靈感後，全體立刻無異議地通過我的提案…看見奎托斯攻擊的鬼魅姿態、感受到波塞頓的無助、最後硬生生地被扯裂－任誰都會被這個場面給震撼住。」
第一人稱殺戮：讓玩家體驗奎托斯殺死自己的恐怖姿態讓戰神三擁有電影般的外貌及感受的另一項核心機制，是來自畫面緩衝器（framebuffer）的基本設定，以及HDR光源（high-dynamic range，高動態光照貼圖）的實作。PS3用於HDR的兩種畫面緩衝器實作選擇，包含LogLUV（又叫作NAO32，曾用於秘境探險二和天堂之劍）以及RGBM（Reduced Gradient Bubble Model，梯度縮減泡沫模型）。這兩者交互運用的兩個成功案例，就是現在討論的戰神三，以及Naughty Dog的秘境探險二。
上述兩者的基本技術設定可以在
別的地方找到（戰神三有自己的RGBM）。最後所形成的畫面效果獨一無二、風格滿點且帶有電影風格，簡直像是利用高精度顏色範圍的特大號調色板所繪製的。
其中，RGBM的優先度高於LogLUV，代表處理過程中有重要的保留，同時也會損失些許的精確。不過，人眼未必能看出損失的程度。而且我們還確定，利用HDMI傳到螢幕上的最後影像，絕對不會讓玩家察覺出其差別。既然如此，何不把省下的資源用在其他地方呢？
經常和bloom效果弄混的HDR（high-dynamicrange高動態光照貼圖）可以允許大範圍的打光，並保有其細節在後處理效果（post-processing effects）方面，遊戲有這麼真實的視覺感受，都得歸功於印象深刻的動態模糊（motion
blur）應用。簡單地說，這裡的技術應用和祕境探險二，以及
殺戮地帶二相當類似－大場景會讓畫面張數在每秒三十～六十張的範圍內浮動，動態模糊可以緩和這種浮動的程度。
大多數動態模糊效果使用的遊戲，都僅僅用於運鏡的基本而已。也就是說僅針對全景進行動態模糊，使其接近真實的視覺效果。根據Ken Feldman所述，戰神三的動態模糊，不僅用於運鏡方面，還針對個別的物件進行處理。
動態模糊系統的基礎應用，就是讓我們感覺遊戲畫面更加接近電影院的螢幕。電影一般是每秒二十四張畫面，但是人眼感覺卻比其帳面上更加流暢。這是因為在攝影時，攝影機的快門打開時間大約是0.04秒，而在這短暫時間內運動的物體被攝入底片後，就會呈現動態的模糊感。同樣地，這個原理被應用於戰神三，讓它看起來更像電影、更加真實。
經由動態模糊的襯托，讓戰神三擁有電影般的風貌另一項讓戰神三有電影感的關鍵要素，就是他們所開發的全新反鋸齒技術。遊戲使用反鋸齒技術可以，讓外觀更佳滿意。剛開始，遊戲採用RSX晶片來實作傳統的2x multisampling anti-aliasing effect（2倍多重取樣反鋸齒），戰神三的E3試玩版就可以看出這個技術的效果，但是這也會讓戲物件欠缺高對比的邊緣。而在正式版裡面，Sony Santa Monica團隊想出了辦法，來超越E3試玩版的成果。
根據技術總監Tim Moss 所述，戰神三和Sony於英國的科技團隊合作，實作一種用在遊戲裡的反鋸齒技術：MLAA（morphological anti-aliasing ，形態反鋸齒）。Moss的同僚Christer Ericson於數個月前也曾替我們介紹這個技術，並揭露他們是在進行什麼樣的龐大研究，來解決反鋸齒的問題。
目前這個技術的實作細節還不清楚，但是我們至少知道使用此技術的戰神三，其成果相當驚人：主要邊緣的鋸齒幾乎消彌殆盡，子像素的閃爍程度在經過我們的比較下，也大幅地降低。
PS3開發人員所習慣採用的反鋸齒技術，通常是利用Cell CPU的平行圖形晶片RSX來平行處理。Richard Lemarchand（Naughty Dog的開發大老）於他自己的祕境探險二檢討會中指出，RSX處理反鋸齒的比例通常要高於Cell處理的比例，而利用兩者交互使用來應付後處理效果，在某些地方的效果相當不錯。
如果要讓CPU更有彈性地處理各種狀況，就代表得增加額外的運算量，來換取更棒的成果。如果讓複數的SPU來並行運作，就可以減低CPU延遲所帶來的毛病。
在戰神三裡面，所有輸出畫面的處理時間大約為16毫秒（10-3秒）到30毫秒，頂多相差1、2毫秒。光看反鋸齒的部份，原本的2x multisampling AA要花上一堆時間，大約是5毫秒。而現在使用更棒的MLAA，只要讓CPU花上20毫秒就行了…喔？時間怎麼變久？別擔心，這是單純使用CPU的狀況。如果搭配五個SPU的平行運算，可以讓整體延遲僅僅4毫秒。結論就是：效果變好了，效率反而變高了，省下的時間資源剛好可以挪到其他地方使用。
MLAA的表現極為驚人，但是卻會產生物件邊緣冒出突兀像素的劣化現象（舉例來說，漆黑的長條物件邊緣會冒出雜色的像素）仔細觀察物件的邊緣，會發現有少許的雜色像素，這是MLAA的小缺點Sony Santa Monica將角色和環境弄得如此優異，都是因為結合了強大的運算技術，賦予遊戲所應有的氣氛和姿態。舉例來說，動態光源的活用就是遊戲引擎發威的地方之一。
「動態光源是我們遊戲引擎的一項重大特色，我們可以讓每個遊戲物件打上將近二十個動態光源。」KenFeldman解釋道。「光源可大可小，這無所謂。在最後階段，我們相信可以使每個遊戲物件達到五十個動態光源。我們的首席設計師Vassily Filippov在遊戲開發之前，就設計出一套這麼了不起的打光系統了。我們可以在Maya上面打光，再讓它們在PS3即時運算，就像是可以把光線塗上去一樣。打光的過程是很有趣的藝術過程。」
戰神三的遊戲引擎對於動態光源處理相當出色，可以達到每個物件五十種光源赫利奧斯之首（右下圖）就是玩家使用動態光源的最佳範例有光就有影。大多數遊戲的投影技術都很基本，如果要做到即時陰影，其運算成本相當高昂。所以我們的作法是：先打出醜醜的陰影，然後在你看到陰影前立刻將它修飾完畢。
戰神三在陰影的處理上相當單純，因為他們知道：玩家不會花太多心思在陰影上面。玩家看畫面的時候，會把某些元素像是發炎的傷口一樣自動掠過，這些元素之一就包含陰影。
處理的結果相當好到不可思議。Sony Santa Monica的設計師Ben Diamand不但從初始階段就來協助我們建構PS3的著色器（renderer），還花了三年的功夫研發出一套延遲投影系統（deferred shadowing system）來用在戰神三上面。這個系統的運作相當完善，可以趁陰影映入眼簾之前，省略投影物件的精細外觀，並動態產生混合陰影，也是讓整個圖像品質如此優越的原因之一。
這個系統的唯一遺憾就是：遊戲過程中，它的實用性和衝擊性都被限制住。看看前面的動態光源，在各方面都有極大的實用性（某人的腦袋）；而陰影在遊戲過程裡的實用性，大概僅限於提示玩家閃躲憤怒泰坦的拳頭而已。
Sony Santa Monica的美術和技術成就無疑相當驚人，但是這個團隊真正讓人印象深刻之處，就是持續地對遊戲程式碼的修飾和最佳化。他們的熱情和成就，無疑和遊戲的優秀並駕齊驅。根據技術總監Tom Moss的說法，完工前的一星期，遊戲的第一份版本拷貝送出去壓片後，設計師Cedric Perthuis 仍然在最佳化程式碼，讓最後的遊戲整體效能提升了將近百分之八，真是一個了不起的成就。
戰神三是一款優秀團隊所開發出的特別遊戲。不僅因為它有超過四千萬美元的開發預算來支持，還集結了世界上優秀設計師們的共同努力，還讓Sony的優秀技術團隊參與其開發，才有現在這麼搶眼的成就。就像祕境探險二和
殺戮地帶二，戰神三還讓它的遊戲平台擁有當代最精銳的遊戲技術。而且，我們還有充分的理由，相信這個遊戲系統還有相當長的生命期。戰神三只不過是Sony Santa Monica的第一款PS3遊戲，Stig Asmussen（戰神系列的催生者，SonySanta Monica的高層）還提示我們，可以繼續期待戰神三的遊戲引擎，於未來發揚光大。
這篇報導節錄「
Making Of' material found on the God of War III 」長達150分鐘的紀錄片內容，有經過轉載同意。全破遊戲解開隱藏要素後，就可以欣賞製作群欲分享給玩家的靈感，以及充滿傳奇的努力經過。
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