中国游戏引擎发展现状分析

中国网络游戏市场潜力无穷，但是游戏产业的核心技术是什么，国人又如何把握这个发展良机呢？

　　随着社会的发展进步，网络游戏逐步成为一种重要的休闲娱乐和教育手段。这种被称为是第九艺术的电子游戏起源于西方，是基于电子技术发展起来的一种具有娱乐性质的产业。随着电子技术的不断发展和扩充，游戏产业的内容也不断得到丰富，目前的游戏产业已经成为包含计算机软硬件技术、网络技术以及无线技术等最新科技和各种文化艺术的新型娱乐产业。而其中，游戏引擎技术可谓重中之重，它是整个游戏产业的核心技术。因此，网络游戏市场潜力巨大的中国必须拥有自己的游戏引擎，否则我们只能受制于人。

　　目前中国的网络游戏产业正处在一个稳定上升的发展阶段，中国将成为全球最大的网络游戏市场，现在我们所看到的仅仅是“冰山之一角”。

　　一、成就新一代朝阳产业

　　“钱”景之好令人吃惊

　　从整体上来看，目前中国网络游戏产业的发展呈现出统一性和协调性，并且逐渐形成了完整的产业链，网络游戏出版产业的价值链涉及到了电信行业、IT行业、媒体、传统出版行业、批发与零售行业等。处于产业链上的这些行业也随着网络游戏的发展而飞速发展起来，其中占据产业整体链条上最关键地位的网络游戏运营商，也更加成熟和理智。根据CGPA&IDC的研究，2003年中国网络游戏出版市场实际销售收入达到13.2亿元人民币。电信业务由此产生的直接收入则达到87.1亿元人民币，此收入是网络游戏出版市场实际销售收入的6.6倍，当然这里有少量收入需要同网络游戏合作伙伴分成。IT行业由此产生的直接收入在2003年达到35亿元人民币，是网络游戏出版市场实际销售收入的2.65倍，IT产业收入的主要来源是PC、网络游戏服务器、网络产品、存储产品、软件及服务等。传统出版和媒体行业由此产生的直接收入在2003年达到26.4亿元人民币，这里还不包括有关游戏广告的相关收入，此收入也达到网络游戏出版市场实际销售收入的2倍。另外，网络游戏出版产业还对批发和零售渠道、IT及通信技术的发展、国家税收的提高等都具有较大的促进作用（见图1、2、3）。

图1 2003年网络游戏出版产业对相关产业的贡献

图2 中国网络游戏产业链结构

图3 中国网络游戏出版市场实际销售收入以及增长

　　从网络游戏的市场规模来看，2000年中国的网络游戏销售额仅为0.38亿元，2001年即达3.25亿元，而2002年中国网络游戏市场规模达到10.2亿元，增长率为213.8%。根据IDC 2003年12月的最新研究，2003年中国网络游戏用户数量达到1380万，比2002年增长63.8%，占同年Internet用户数的20.2%，到2007年中国网络游戏用户数将达到4180万，从2002年到2007年这5年的年复合增长率将达到37.8%，届时网络游戏用户将占到Internet用户的29.5%（见图4）。

图4 中国网络游戏用户数及增长

　　网游将“越走越好”

　　2003年我国网络游戏产业市场呈现热闹的景象。进入2004年，中国的网络游戏产业将受到全球投资商的重视。综合各种影响因素的作用，预计2004年～2006年中国网络游戏用户规模发展趋势是随着网络游戏逐渐受到人们的接受和喜爱而进一步扩大。2004年我国的网络游戏产业市场将要步入高速发展阶段，随着网民人数和上网计算机数量的增加、宽带建设的迅速发展、宽带上网费用也逐渐被大众接受，网络游戏的用户数量将迅速增加。另一方面，虽然在2003年前后网络游戏机已经逐渐进入中国大陆，但是由于价格偏高以及宽带费用等问题使其普及受到一定限制，2004年XBOX、PS2以及国内厂商生产的网络游戏机在功能和价格上也将有所改善，将逐渐被我国的游戏用户所接受。网络游戏机的普及也使网络游戏用户大幅度增加。综上所述，预计到2005年由于宽带网络用户数量的大幅度增长，无线互联业务的广泛开展以及2.5G业务趋于成熟逐步向3G过渡，网络游戏用户数量将会增加到6600万。

　　另外，国内网络游戏市场格局也将因竞争而重组，核心技术开发和运营模式转变是中国网络游戏产业发展的关键。政策环境不断优化和产业的快速发展、网络游戏完全智能交互方式的研究、未来引入更多种的游戏类型、各大公司科研力量的积极介入以及手机等全新游戏载体的出现，还会进一步带动网络游戏市场的迅猛发展，使我国的3D网络游戏走上健康有序的发展道路，成为我国一大朝阳产业。

　　正如汽车的发动机那样，游戏引擎为网络游戏注入了强大的动力，它是构建整个游戏世界的核心。

　　二、网络游戏的“动力”核心

　　引擎很重要也很复杂

　　可以把游戏的引擎比作赛车的引擎。而众所周知，引擎是赛车的心脏，决定着赛车的性能和稳定性，赛车的速度、操纵感这些直接与车手相关的指标都是建立在引擎的基础上。游戏也是如此，玩家所体验到的剧情、关卡、美工、音乐、操作等内容都是由游戏引擎直接控制的，它扮演着中场发动机的角色，把游戏中的所有元素捆绑在一起，在后台指挥它们同步、有序地工作。简单地说，引擎就是“用于控制所有游戏功能的主程序，从计算碰撞、物理系统和物体的相对位置，到接受玩家的输入，以及按照正确的音量输出声音等。”

　　无论是2D游戏还是3D游戏，无论是角色扮演游戏、即时策略游戏、冒险解谜游戏或是动作射击游戏，都有这样一段起控制作用的代码。只是经过不断的进化，如今的游戏引擎已经发展为一套由多个子系统共同构成的复杂系统，从建模、动画，到光影、粒子特效;从物理系统、碰撞检测，到文件管理、网络特性;还有专业的编辑工具和插件，几乎涵盖了开发过程中所有重要环节。

　　引擎相当于游戏的框架，框架打好后，关卡设计师、建模师、动画师只要往里填充内容就可以了。但是，在3D游戏的开发过程中，引擎的制作往往会占用非常多的时间，游戏《马科斯·佩恩》的MAX-FX引擎从最初的雏形Final Reality到最终的成品共花了四年多的时间，而LithTech引擎的开发共花了整整五年时间，耗资700万美元。Monolith公司（LithTech引擎的开发者）的老板詹森·霍尔甚至不无懊悔地说:“如果当初意识到制作自己的引擎要付出这么大代价的话，我们根本就不可能去做这种傻事，没有人预料得到五年后的市场究竟是怎样的。”

　　出于节约成本、缩短周期和降低风险这三方面的考虑，越来越多的开发者倾向于使用第三方的现成引擎制作自己的游戏，一个庞大的引擎授权市场已经形成。渐渐地，一些有经验的开发者摸索出了一条“偷懒”的方法，他们借用上一款类似题材游戏中的部分代码作为新游戏的基本框架，以节省开发时间和开发费用。

　　是什么在推动引擎发展？

　　每一款游戏都有自己的引擎，但真正能获得他人认可并成为标准的引擎并不多。纵观九年多的发展历程，我们可以看出引擎最大的驱动力来自于3D游戏，尤其是3D射击游戏。尽管像Infinity这样的2D引擎也有着相当久远的历史，从《博德之门（Baldur’s Gate）》系列到《异域镇魂曲（Planescape：Torment）》、《冰风谷（Icewind Dale）》直至今年夏天将要发布的《冰风谷2》，但它的应用范围毕竟局限于角色扮演游戏，和颇受期待的《夜在绝冬城（Neverwinter Nights）》所使用的Aurora引擎一样，它们都有着十分特殊的使用目的，很难对整个引擎技术的发展起到推动作用。这也是为什么体育模拟游戏、飞行模拟游戏和即时策略游戏的引擎很少进入授权市场的原因，开发者即便使用这种第三方引擎也很难获得理想的效果，采用《帝国时代2（Age of Empires 2）》的引擎制作的《星球大战：银河战场（Star Wars：Galactic Battleground）》的不如人意就是一个最好的例子。

　　而真正对市场起到巨大推动作用的是射击类游戏引擎的开发和发展。最典型的就是Quake II的大获成功，使引擎从一种单纯的工具变成了一块令人垂涎欲滴的“肥肉”。

　　正当QuakeⅡ独霸整个引擎市场的时候，Epic Megagames公司（即现在的Epic游戏公司）的《虚幻（Unreal）》问世了。除了精致的建筑物外，游戏中的许多特效即便在今天看来依然很出色，例如荡漾的水波、美丽的天空、庞大的关卡、逼真的火焰、烟雾和力场等效果。从单纯的画面效果来看，《虚幻》是当之无愧的佼佼者，其震撼力完全可以与人们第一次见到《德军司令部》时的感受相比。

　　Unreal引擎可能是使用最广的一款引擎，在推出后的两年之内就有18款游戏与Epic公司签订了许可协议，这还不包括Epic公司自己开发的《虚幻》资料片《重返纳帕利》，其中比较近的几部作品有第三人称动作游戏《北欧神符（Rune）》、角色扮演游戏《杀出重围（Deus Ex）》以及永不上市的第一人称射击游戏《永远的毁灭公爵（Duke Nukem Forever）》等。

　　Unreal引擎的应用范围不限于游戏制作，还涵盖了教育、建筑等其他领域。Digital Design公司曾与联合国教科文组织的世界文化遗产分部合作采用Unreal引擎制作过巴黎圣母院的内部虚拟演示，Zen Tao公司采用Unreal引擎为空手道选手制作过武术训练软件，另一家软件开发商Vito Miliano公司也采用Unreal引擎开发了一套名为“Unrealty”的建筑设计软件，用于房地产的演示。

　　游戏的图像发展到《虚幻》已经达到了一个天花板的高度，接下去的发展方向很明显不可能再朝着视觉方面进行下去。前面说过，引擎技术对于游戏的作用并不仅局限于画面，它还影响到游戏的整体风格，例如，所有采用Doom引擎制作的游戏，无论是《异教徒》还是《毁灭巫师》，都有着相似的内容，甚至连情节设定都如出一辙。玩家开始对端着枪跑来跑去的单调模式感到厌倦，开发者们不得不从其他方面寻求突破，由此掀起了第一人称射击游戏的一个新高潮。

　　此间，有两部划时代的作品同时出现在1998年——Valve公司的《半条命（Half-Life）》和LookingGlass工作室的《神偷：暗黑计划（Thief：The Dark Project）》，尽管此前的《系统震撼（System Shock）》等游戏也为引擎技术带来过许多新的特性，但没有哪款游戏能像《半条命》和《神偷》那样对后来的作品以及引擎技术的进化造成如此深远的影响。

　　网络游戏有可能成为将来互联网上一个巨大的应用模式，因此，也将会带来一个强有力的应用需求，带动一系列关键技术的研究开发与应用，尤其是对网络游戏通用引擎的发展将产生巨大的推动作用。

　　三、中国游戏产业急需强大引擎

　　开发游戏引擎势在必行 游戏是一种教育方式。大量青少年在享受游戏的同时，也不自觉地接受了其中的世界观与价值观，因此，游戏实际上是一种文化推广的途径。如果我们不重视游戏的这一项功能，我们的国家就有可能受到前所未有的文化侵略，我们的青少年就有可能受到不健康思想甚至落后文化的侵蚀。事实上，否定侵略历史、宣扬暴力的游戏也时有出现。我们有必要推广思想先进、内容健康的游戏项目，这也是我们的责任。

　　网络游戏的关键在于游戏引擎。游戏引擎包括了一套完整的游戏开发工具与运行基础，包含了开发一套游戏所需的最核心的技术。自主知识产权的网络游戏通用引擎是我国游戏企业参与国际竞争的核心竞争力。高性能的游戏引擎是游戏企业技术积累的最好方式，它通过封装技术难点为游戏软件提供开发包和系列工具，使得“复制”游戏成为可能。这样可以极大缩短游戏产品开发周期，降低游戏开发的技术难度，为形成国产游戏市场，创造巨大经济、社会效益提供根本保证。

　　国内游戏软件尴尬的现状及国外游戏软件成功的事实无不表明，没有网络游戏通用引擎，就无法从根本上赶超国际水平，就无法抵抗大量国外游戏的冲击，更无法占领网络经济下大众娱乐的精神文明阵地。因此，研制中国自己的网络游戏通用引擎是一项需求牵引力强，技术拉动力大，发展空间广阔，经济增长点明确的发展方向，具有重大的战略意义和明显的现实意义。

　　亡羊补牢，未为晚也。我国的“游戏人士”终于认识到了这一问题。“网络游戏通用引擎研究及示范产品开发”、“智能化人机交互网络示范应用”两个项目正式纳入国家“863计划”就是一个好的开始。一度被看成“玩物丧志”的游戏，现在登上了“大雅之堂”。

　　开发实力有待壮大

　　游戏产业发展至今虽然只有将近30年的时间，但它却以惊人的发展速度，占领了大量的市场份额，并拥有了大量的受众人群，许多人对游戏的喜爱程度已经超乎想象，正是由于人们对游戏的痴迷，吸引了大批的专业公司以及开发人员投身于游戏的开发当中，在中国这个泱泱大国，更是游戏产业关注的焦点，游戏开发的专业人员成了一股新的需求趋势。

　　同样我们要看到，网络游戏作为一个新生事物，起步时间不长，许多核心技术还处于不成熟的阶段。国外的网络游戏，主要是韩国的网络游戏起步相对较早，并且得到了韩国政府的大力支持，包括核心技术的共享，使得部分技术的发展走在了前面，比如三维图像显示技术等，但由于韩国的宽带网普及率很高，所以他们对网络带宽的占用、服务器效率的优化等方面都做得远远不够。另外，韩国的网络游戏在应对作弊工具、通讯协议加密方面也有不少漏洞，最近出现了很多针对韩国网络游戏的作弊工具就说明了这个问题。

　　回顾中国的网络游戏产品，国内一些较大的游戏厂家，以前大多是为国外的游戏厂商做代理，随着中国IT产业的迅速崛起和迅猛发展，国内的游戏厂商开始独立进行游戏的开发。起步滞后一方面源于我国总体上应用技术开发落后，另一方面也源于国内对游戏产品的不认可。我国网络游戏产业面临的挑战是艰巨的，而目前有资格解决这些问题的厂商却寥寥无几。

　　目前在中国网络游戏市场占主流地位的企业有四大类:自主开发型企业，以金山、联众、可乐吧、深圳天晴数码、目标、大宇等为代表；代理运营型企业，以盛大、亚联、华义、网星埃尼克斯和九城为代表；门户型企业，以网易、新浪、搜狐为代表；电信型企业，以重庆电信、上海电信、聚友网络为代表。我国的自主研发企业基本上都是在2000年以后才投入网络游戏相应研究的，投入的力度一直不大，而且技术水平也参次不齐，在服务器负载平衡、信息安全、三维图像显示技术等方面，中国同国外至少有2～3年的差距。在自主研发型企业中，金山公司起步较早，于1999年开始网络游戏的研究，而且由于有多年的游戏开发与运营经验，技术起点高，资金基础也更为雄厚。在多服务器架构、游戏世界模拟、防止作弊、三维显示等方面一直走在国内前列。通过几年的研究和实践，该公司已经拥有了动态负载平衡的服务器技术、客户端防作弊工具技术、网络通讯协议加密技术、有层次的游戏世界模拟技术、二维三维显示无缝结合技术等一系列国内外领先技术。(原标题为《游戏引擎在中国》，作者包括中科院计算所王兆其、中科院自动化所王阳生、金山公司韦啸、芦侃、中科院计算所杨长水、中科院自动化所马琳娜。)