剛剛過去的這個周末，

《哪吒2》的票房從127億漲到137億。

一個周末，漲10個億，

這是什么讓人瞠目結舌的中國速度？！

《哪吒2》臺前炸裂，幕后也很精彩，技術上的知識點非常多。比如生物運動、虛擬制片、瀑布解算、三維掃描建模、實時渲染等等。

今天想和大家主要聊聊UE和實時渲染在影視、游戲等方面的應用，為方便小白理解，有些地方會引用更為淺顯的語言表達。

《哪吒2》中，美術團隊使用Unreal Engine（虛幻引擎，以下簡稱UE）來進行鏡頭即時預覽，包括預覽光照效果和材質(zhì)效果等等。這樣可以保證制作團隊能夠快速調(diào)整火焰的光照強度和色彩飽和度，確保畫面既熱烈又不失層次感。

相比較于傳統(tǒng)電影制作工作流，這種實時反饋的工作方式，大大加快了制作進度，并減少了后期調(diào)整的工作量。

UE實時渲染可以大大加快制作進度，這已成為行業(yè)內(nèi)的普遍共識。

不僅在影視制作中，在游戲項目尤其是對畫面要求更高的3A級大作中，UE和實時渲染更是被“用出了花兒”。比如去年去年火遍全球、拿獎無數(shù)的國產(chǎn)游戲《黑神話：悟空》，就大量采用UE實時渲染來輔助美術工作的高效完成。

那么，什么是實時渲染？哪些軟件可以實時渲染？哪些崗位會用得到實時渲染？且聽星仔一一講來。

什么是實時渲染？

想要“無中生有”創(chuàng)造一部3D藝術作品，一般我們需要先畫出想要的場景或角色，再利用3D建模軟件把畫出的設計稿做成立體的；然后我們需要通過渲染這一步驟，為畫面賦予該有的環(huán)境、燈光、材質(zhì)及渲染參數(shù)，以此來增強畫面的真實感、沉浸感，從而打動觀眾。

渲染一般有離線渲染、實時渲染、云渲染和混合渲染幾種方式。

離線渲染也叫預渲染，是在建模完成后，根據(jù)預先設定的場景設置，通過大量計算，實現(xiàn)模型在視點、光線、運動軌跡等因素作用下的視覺圖像。這種方法往往需要等待很長時間才能得到最終效果，有些精度較高、細節(jié)較多的圖像或鏡頭，一次渲染甚至可能需要十幾個小時，制作和修改周期被拉得很長。

離線渲染模式下，這種場景的最終效果，往往需要花上幾天時間才能完成

實時渲染的出現(xiàn)，可以說改變了技術圈的工作方式。

實時渲染是一種高速圖形渲染技術，通常采用光線追蹤、光柵化等算法，并結合 GPU 的并行計算能力，以實現(xiàn)快速的圖像生成和更新。

和傳統(tǒng)離線渲染技術不同，它就像你在畫畫時，鉛筆一動，畫面就能實時呈現(xiàn)出來，想改也沒關系，這邊參數(shù)或畫筆一調(diào)，那邊畫面立刻跟著發(fā)生實時的變化。

相比離線渲染可能需要十幾個小時完成一幀畫面，實時渲染能在幾十分之一秒內(nèi)完成一幀畫面的渲染，從而實現(xiàn)畫面的實時更新。

對于人眼而言，幾乎就是實時的。

實時渲染的實時性類似上圖這個實時動捕，藝術家這邊調(diào)整表情的同時，其綁定的虛擬數(shù)字人表情會和她同步變化

更早將實時渲染用起來的，是制作3D網(wǎng)絡游戲的藝術家團隊。

因為實時渲染可以保證在不多占用內(nèi)存的前提下，讓復雜的場景保持流暢和實時更新；同時還支持玩家與游戲場景道具的實時互動，如探索、操作、觸摸等。

有了實時渲染技術，才有如今諸多3D網(wǎng)絡游戲的優(yōu)質(zhì)體驗。

后來，實時渲染工具更是被CG藝術家和電影藝術家們用了起來。

實時渲染的實時性，可以在創(chuàng)作者調(diào)節(jié)光線參數(shù)的同時，讓畫面出現(xiàn)即時的光影變化，便于創(chuàng)作者把握畫面效果和情緒的關聯(lián)。周末票房+10億，哪吒已殺瘋！詳細解讀一個《哪吒2》和《黑神話：悟空》都在用的技術

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視頻詳情 Lumen實時全局照明效果展示

因為藝術創(chuàng)作本就是天馬行空、沒有什么統(tǒng)一的標準。那么在有了實時渲染之后，對于需要將自己的靈感隨時記錄并進行設計方案調(diào)整的創(chuàng)作者和藝術家們來說，可真是太方便了。

實時渲染應用領域

實時渲染技術的實現(xiàn)離不開強大的軟件支持，目前市場上常見的實時渲染工具有UE、Unity、Chaos Vantage、NVIDIA Omniverse等。

這其中，市場接受度更高的是UE，也就是虛幻引擎。它有豐富且龐大的模型特效綁定光線資產(chǎn)庫，且憑借穩(wěn)定的實時渲染能力和逼真的視覺效果而聞名，目前已經(jīng)被廣泛應用于游戲開發(fā)、影視特效和虛擬現(xiàn)實等領域。

甚至特殊行業(yè)的日常模擬訓練，也會用到實時渲染

以下是一些目前會用到UE和實時渲染的藝術家崗位：

影視特效師：在影視制作中，特效師利用實時渲染技術快速生成特效鏡頭，如爆炸、水流、魔法效果等，并能夠?qū)崟r調(diào)整參數(shù)以達到最佳效果。

游戲開發(fā)者：游戲行業(yè)是實時渲染技術的核心應用領域。游戲開發(fā)者需要通過實時渲染引擎（如Unreal Engine）創(chuàng)建逼真的游戲場景和角色動畫。

工業(yè)設計師：在工業(yè)設計領域，設計師利用實時渲染技術快速生成產(chǎn)品的三維模型，并通過虛擬展示優(yōu)化設計。

虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）開發(fā)者：這些崗位需要實時渲染技術來創(chuàng)建沉浸式的虛擬環(huán)境，讓用戶能夠?qū)崟r交互。

除此之外，UE實時渲染也被應用在建筑可視化、科學可視化，甚至軍事、醫(yī)學、人工智能等領域，全面替代需要離線渲染的各行各業(yè)。

早在2018年，UE實時渲染就已被引入高危手術的方案預演中

技術應用①《哪吒2》

《哪吒2》電影中，各種實時渲染技術為其特效制作發(fā)揮了重要的作用。比如：

火焰槍特效的實時物理演算

在《哪吒2》中，哪吒的火焰槍特效采用了基于NVIDIA Flex的實時物理演算系統(tǒng)。

通過火焰的粒子流體動力學模擬，制作團隊能夠精確計算出每個粒子的運動軌跡、溫度變化以及與周圍空氣的相互作用，實時調(diào)整火焰的流動、熱量扭曲空氣的效果，以及火焰的光照強度和色彩飽和度。不僅讓火焰效果更加逼真，還大大加快了制作進度。

冰霜特效的實時調(diào)整

敖丙的冰霜之力特效是通過Houdini的VEX粒子編程技術實現(xiàn)的。在制作過程中，團隊利用實時渲染技術對冰霜的破碎效果、冰晶的閃爍以及冰霜蔓延的動態(tài)細節(jié)進行實時調(diào)整，確保特效的細膩和真實感。

虛擬制片與實時預覽

《哪吒2》制作中，利用UE搭建出實時虛擬制片環(huán)境，導演和制作團隊可以在虛擬環(huán)境中實時查看場景布局、角色動作以及光影效果。

例如，玉虛宮的場景布局，通過VR技術預先構建，導演可以在虛擬環(huán)境中實時調(diào)整鏡頭角度和光影效果，確保畫面的宏偉和細節(jié)。

海底大戰(zhàn)場景的AR融合

在“哪吒與敖丙海底大戰(zhàn)”的場景中，AR技術幫助制作團隊實時查看虛擬角色與海底環(huán)境的融合效果。通過實時調(diào)整角色的動作、位置以及光影效果，團隊能夠確保虛擬角色與海底環(huán)境的協(xié)調(diào)一致。

總之，實時渲染技術在《哪吒2》中的應用，不僅提升了特效制作的效率，還讓畫面效果更加逼真和富有層次感。

技術應用2《黑神話：悟空》

《黑神話：悟空》也大量用到了實時渲染技術，其核心開發(fā)引擎為虛幻引擎5（Unreal Engine 5），這一引擎為游戲提供了強大的實時渲染能力。

具體來說有以下幾個方面：

Nanite虛擬化幾何技術

Nanite技術可以對模型的幾何細節(jié)進行智能壓縮和優(yōu)化，保持模型高精度的同時，大大減少了顯存占用和渲染時間，使游戲能夠實時加載更加復雜的場景和角色模型，甚至是超過10億面的影視級模型。

Lumen全局光照系統(tǒng)

Lumen技術提供了實時的全局光照計算，支持晝夜循環(huán)和復雜的光影效果，使得游戲中的光影變化更加自然和真實。

實時光線追蹤

游戲利用UE5的實時光線追蹤技術，實現(xiàn)了反射、陰影和全局光照的高精度渲染，進一步提升了畫面的真實感。

動態(tài)毛發(fā)與皮膚渲染

游戲中的角色（如孫悟空）采用了次表面散射技術，使皮膚和毛發(fā)的渲染更加逼真，且能夠實時呈現(xiàn)接近最終版的畫面效果。

云渲染技術

為解決高端硬件需求與普通玩家設備性能之間的矛盾，《黑神話：悟空》還借助了云渲染技術。通過云平臺，玩家無需安裝頂配顯卡，也可以實時體驗高質(zhì)量的游戲畫面和不卡頓的交互體驗。

實時渲染未來趨勢

實時渲染技術，為電影、游戲等藝術工業(yè)流程帶來了三大優(yōu)勢：

一是效率提升，其即時反饋的特性，大幅縮短了制作周期，如影視特效師可實時調(diào)整參數(shù)生成效果；

二是成本降低，能夠有效減少對物理模型和樣品的依賴，通過虛擬建模和實時渲染，企業(yè)能在設計階段快速驗證產(chǎn)品效果，同時硬件要求的降低也為更多中小企業(yè)有效降低了硬件方面的成本；

三是協(xié)作優(yōu)化，實時渲染和云渲染的結合，同時支持多人協(xié)作和遠程操作，如模型師、動畫師可以在線共同查看角色動作的設計，可以即時做出修改；導演、特效師也能現(xiàn)場實時查看特效調(diào)整方案，提高溝通效率。

虛擬人Siren逼真的皮膚細節(jié)。如果不特意提醒，很難相信這是UE實時渲染出來的畫面

未來，實時渲染將伴隨云渲染的普及，依托云計算能力，幫助用戶或企業(yè)用相對較低配置的設備，也可以實現(xiàn)高質(zhì)量內(nèi)容的設計；

此外，通過與人工智能相結合，通過深度學習算法，利用AI自動分析場景中的光照、材質(zhì)等信息，一鍵生成相應的渲染參數(shù)，實現(xiàn)更加智能化的實時渲染效果；

第三，實時渲染將繼續(xù)完成跨領域的融合，除游戲、影視、設計領域外，它還將在工業(yè)制造、人工智能、城市數(shù)字化、數(shù)字孿生、醫(yī)療仿真等領域獲得廣泛應用，助力社會數(shù)字化發(fā)展。

眼熟不？谷歌地圖其實可以被看做是現(xiàn)實世界的數(shù)字孿生

說了這么多，其實就是想告訴大家，實時渲染技術和虛幻引擎工具，已經(jīng)在行業(yè)非常普及啦！

如果你想學習虛幻引擎，或者說了解更多有關實時渲染的實際應用，建議可以先從基礎的3D建模和渲染軟件入手，如Blender、Maya等，掌握基本的模型創(chuàng)建、材質(zhì)編輯和燈光設置等技能，然后再逐步學習實時渲染引擎如Unreal Engine和Unity，并通過實際項目練習來提高自己的技術水平。

《逆水寒》游戲?qū)崟r渲染場景

當然，如果你還想往游戲、影視、設計或人工智能等方向發(fā)展，或者就是想用更短的時間學透虛幻引擎，實現(xiàn)快速入行，建議你考慮下火星的專業(yè)！

火星成立30年以來，已經(jīng)根據(jù)市場對于不同崗位的實際需求，將包括實時渲染、AI設計等在內(nèi)的各種技術應用，分別融入到模型、動畫、特效、開發(fā)、設計等不同專業(yè)的教學實踐當中，而且所有專業(yè)名字都是以崗位名稱命名的。

火星課程一貫采用項目實戰(zhàn)教學法，通過實際案例讓學生深入理解虛幻引擎各項技術的實際應用（包括實時渲染技術），并由行業(yè)經(jīng)驗豐富的專家授課，確保學生能夠掌握最前沿的技術知識和技能。

也就是說，只要你可以按要求完成某專業(yè)的培養(yǎng)目標，就可以勝任該專業(yè)同名的崗位。如學完3D模型大師班，可以勝任3D場景設計師、3D角色模型師、次世代角色設計師、雕刻設計師等崗位。

火星課程的含金量在于：你將不單單是學到了某些技術點，而是學會了如何在工作中使用這些技術

除模型班外，火星還有虛幻開發(fā)、虛幻視效、角色設計、剪輯視效、AI繪畫、CG特效班等專業(yè)，都會教授實時渲染和虛幻引擎技術，可分別對標游戲設計、影視后期、特效、動畫、工業(yè)設計、數(shù)字孿生、汽車設計、人工智能等不同領域工作內(nèi)容。課程培養(yǎng)目標，就是幫同學們順利勝任這些技術崗位。