微软这款硬核游戏,是如何用技术创建了一个「真实的世界」?

游戏

03-18 16:44

本文来自公众号硅谷洞察(ID:guigudiyixian),原标题《这款超硬核的游戏,蕴藏着微软实现复兴的巨大野心!》,爱范儿经授权发布。

最近几周,各大视频网站和游戏论坛都被一款游戏疯狂刷屏:《微软模拟飞行 2020》。

关注游戏的朋友们应该对这款游戏还有一些印象,去年 E3 游戏展上微软宣布了这款在全世界大受欢迎的模拟飞行游戏将于 2020 年回归。而微软在当时 E3 上所展示出游戏画面让所有人惊掉了下巴。

▲ 2019 年 E3 游戏展上《模拟飞行 2020》预告片,视频来源于 Xbox 官方账号

如果以往的模拟飞行游戏只是对飞行的操作方式进行了仿真,那最新的《微软模拟飞行 2020》则将画面和细节做到了极致。并且微软宣称:「这款游戏能带抵达全世界任何真实存在的地方。」此话一出,立即在游戏界引起轩然大波,无数玩家对于这款游戏报以非常大的期待,该游戏甚至荣膺「2020 最受期待游戏」榜单第一名。

该游戏的首席工程师也在去年表示:为了完成这样一款让虚拟世界和现实时间在某种维度重合的游戏大作,微软投入了大量的数据和顶尖黑科技。而这些所谓的「黑科技」,或许你并不熟悉甚至闻所未闻,有些甚至已经淡出人们视野许多年。

那么,这款《模拟飞行 2020》是如何创造一个如此真实的世界的呢?微软又为其投入了多少顶尖技术?而微软发行这部游戏的背后,又有着什么不为人知的野心呢?今天小探就带大家从技术层面逐一揭秘这款极度硬核的找仿真大作。

「起死回生」的 Bing Map

根据微软官方公布的数据,游戏中将包含:400 座城市、200 万座人类聚落的完整道路与建筑、超过 4 万 8 千座机场、15 亿栋建筑、1.5 兆颗树木,全部都按照真实世界 1:1 进行还原塑造,可以说微软在这款游戏中完全还原了一个真实的地球。而这些所有建筑物全部是通过微软自家的 Bing Map(必应全球卫星地图)进行对地摄影测量, 实现虚拟世界与真实地图的高度一致。

▲ Bing Map 卫星数据范围

Bing Map 曾经是与 Google earth(谷歌地球)并称的 3D 卫星成像地图,是当年微软为其手机操作系统 Windows Phone 占领移动操作市场所打造的 Windows 生态产品之一。无奈由于种种原因导致微软占领移动市场战略失败,Bing Map 也逐渐在与 Google earth 的竞争中落败,而逐渐淡出人们的视野。

▲ 模拟飞行 2020 中的金门大桥

但微软并没有放弃 Bing Map,反而不停的为它扩充城市数据库,并投入大量研发资源完善图像渲染技术,以求未来在 VR 领域的竞争中抢占先机。微软飞行模拟的负责人 Jorg Neumann 称,Bing Map 的强大渲染功能一开始是为 HoloLens 增强现实眼镜开发的技术,他说,「我们希望人们使用头戴式显示器能在世界各地虚拟观光。但是在三年前我们就将这一技术提前用到了《模拟飞行》上。现在看来,这个决定实在是太明智了。」

Azure AI 让代码拥有生命

Bing Maps 的全球卫星画面以及全球城市的建模数据库为《模拟飞行 2020》提供了基础,而 Azure AI 引擎算法的加入则为玩家呈现一个无限接近于现实的世界。在游戏当中,Bing Map 生成的各类不同建筑的分辨率等同 5-30 公分的真实卫星画面,地图设计师则以此为基础成为贴图材质;接着通过 3D 建模补齐了所有地貌与建筑物的外观、最后像是树木、草地、砂土等细节则由 AI 运算补齐。

玩家在体验飞行时,地面经过的山河水流的流动方向会根据当时地面的风向做出相应的调整,每一片树叶、每一颗小草都将拥有独立代码运算的枝叶。据微软开发人员透露出的情报来看,单单一个云层模型就涉及到 32 种诸如模糊度,密度,形状等参数对其进行校准,而这一切只是为了让它看起来更逼真,更加的像一朵云而已。

▲ AI 算法将场景细节刻画到极致

甚至,游戏中的天气还会根据现实世界中的时间、天气等自然条件的变化进行实时变化。想象一下,你在游戏中选择了一条从北京首都机场出发的航班,这时现实世界中的首都机场下起了沥沥细雨,而游戏中的画面也渐渐变暗并开始下起了雨,是多么神奇的一种体验。

毫无疑问,如此巨大代码工作量仅依靠人力是不可能完成的。这一切都是依靠微软自家 Azure AI 强大的运算能力,Azure AI 允许数据科学家和人工智能开发者以非常简单的方式利用包括 GPU 在内的 Azure 云计算资源对人工智能模型进行训练。数据科学家只需明确任务需求,设定输入、存储、输出等设置,其它所有与基础设施管理、规模缩放、批量工作任务相关的繁杂的后台工作都能由 Azure Batch AI 自动完成。

2018 年,微软的合作伙伴才云科技利用 Azure Batch AI 服务为唯品会开发了容器化的人工智能解决方案,将其海外业务团队的效率提升了 85%,对 100 万张图片进行分析标签化处理的时间缩短到之前的 1%,只需要 5 分钟,算法模型在深度学习训练上所用的时间也从 2 个月缩短到了 1 周,让 AI 系统迭代的速度获得了极大的提升。

如果说 Bing Map 的地图数据只是为《模拟飞行 2020》提供了实现的基础,那么微软自家的人工智能系统 Azure AI 则为这庞大的数据库赋予了「生命」,使这款《模拟飞行 2020》真正创建了一个「真实的世界」。

根据开发人员透露,仅仅是从 Bing Map 上获得的地图数据就为 2PB;约等于 200 万 GB,而整个游戏的总数据量则达到了惊人的 70PB,换算成我们熟悉的单位则是 7000 万 GB。这样庞大的游戏容量在整个人类历史上都是绝无仅有的存在。

云游戏服务计划「Project xCloud」不光瞄准下沉市场

如上面所说,整个游戏的容量达到了惊人的 7000 万 GB,这起码需要 7 万个 1T 的硬盘才能装下这款游戏,所以玩家想要把这款《模拟飞行 2020》完全下载下到个人电脑上是不可能的。

为了玩家能够在个人电脑上也能体验到这款游戏,微软采取了 Project xCloud 动态串流技术。根据玩家的游戏进程而逐步显示游戏的细节,使得玩家的网络带宽越大,画面细节也就越完整。

实际上,微软于 2018 年 10 月就发布了云游戏服务计划「Project xCloud」。「Project x Cloud」想要实现的构想就是游戏玩家通过手机、平板电脑等设备通过云端服务器运行 Xbox One 游戏,即摆脱传统游戏主机硬件,随时随地在任何设备上体验高品质主机游戏,其中蕴含的动态串流技术正是这样技术的核心。

为了保证串流技术在当前网络环境限制下的体验,微软「Project xCloud」并没有立即放开应用的测试范围,而是通过长达一年左右的内测,以及逐步面向部分地区的 Xbox 成熟用户邀请测试的方式来保证流畅使用体验。这也许表明 Project xCloud 初衷并非要颠覆自己的 Xbox 生态,而是通过云游戏方式带给自己的用户更多体验方式。

▲ 微软 Projet x Cloud 技术

然而,这项技术在推出时受到了大量科技界媒体的唱衰,他们认为随着电脑硬件配置成本的降低和网络通讯技术的快速发展,玩家在家里下载一款 3A 大作并不是一件难事。

但是微软将 Project xCloud 应用于这样一款几乎 1:1 还原真实世界的「巨物」无疑是对各大唱衰这项技术的游戏厂商和媒体实现了一次降维打击。从本质上来看,Project xCloud 的诞生或许并不是单纯的想让目前市场上的 3A 游戏下沉至移动端,而是想让只拥有普通 PC 电脑和主机的玩家体验更高纬度的世界。

虚拟世界的背后,是微软复兴的巨大野心

小探认为,微软花费如此大的资金和研发资源并不仅仅是想开发一款高度还原真实世界的游戏那么简单。当然,但从游戏品质的层面上讲《模拟飞行 2020》无疑是这个星球上最顶尖的游戏佳作,可与其说它是一款游戏,倒不如说它是一场绚丽「黑科技」发布会,而这场发布会的主人正是微软。

这款称得上巨制的《模拟飞行 2020》将所有微软的「黑科技」融为一体,才得到如此优异的游戏品质。其精彩绝伦的画面表现、实时呈现的天气情况、庞大的数据代码处理能力,真的只是一场游戏而已吗?

这款游戏的落地,标志示着微软已经拥有将地图数据、AI 运算、动态串流等技术融合交汇,创造出一个无限接近于现实的虚拟世界的能力。而这样的一个虚拟世界在未来的应用将是无限巨大的:远程实景旅游、深海探索、超远距离太空探索,甚至在虚拟世界中构建一个真实的人类文明(地球 OL)

而这样的远程探索方式,无疑为未来人类进入未知空间探索提供了极大的安全保障。宇航员不必再冒着生命危险在其他未知星球进行一场不可预估风险的旅程;深海探测器也能清晰的解答出百慕大蕴藏的未解之谜。

▲人类将在未来利用科技探索宇宙

这些应用或许在短时间内并不太可能实现,可是微软已经为它们的实现开辟出了一条可行的路线。

近十年来,随着移动互联网的发展,Google、Facebook、Apple 等一众代表着新时代的高科技公司快速崛起,而微软这个奠定了个人电脑终端的「老大哥」似乎只是在后面步履蹒跚的追赶而已。像 Bing Map、Project xCloud、Azure AI 都是微软已经发布几年的技术产品这些技术在发布的时候,几乎没有人看好它们,在当时的智能手机、云技术、人工智能大火的年代,甚至有人说它们不过是微软蹭热度的尝试罢了。而这些技术一次又一次在市场中失败甚至销声匿迹,仿佛连历史也在告诉我们:「微软已经江郎才尽,唯一的仰仗从始至终只有 Windows 而已。」

然而,微软通过这款《模拟飞行 2020》所预示出对未来的野心,远远不止于游戏那么简单。

或许,微软会在未来某一次发布会上携带着应用了这款游戏中技术的产品站在聚光灯下,然后对着全世界说一句:「Khaleesi back to Westeros。」(我回来了。)

(本文授权转载自硅谷洞察:硅谷资源的第一入口,更多文章请点击网站:www.svinsight.com。如需转载此文,请联系原作者。)

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