Imagination Technologies與Godot技術(shù)總監(jiān)Clay John深度對話：游戲引擎的演進、移動端性能的現(xiàn)實，以及GPU廠商應(yīng)為下一代開發(fā)者提供什么支持

Godot已迅速成為當(dāng)今生態(tài)系統(tǒng)中最重要的圖形引擎之一。它免費、開源，在2D、3D、移動端、桌面端乃至更廣泛領(lǐng)域的能力日益強大，其所代表的哲學(xué)理念與現(xiàn)代開發(fā)者產(chǎn)生了強烈共鳴。

在這次對話中，負責(zé)領(lǐng)導(dǎo)Godot渲染團隊的Clay John分享了Godot對性能、迭代、渲染創(chuàng)新、AI以及硬件合作的思考，并解釋了為何這些決策比以往任何時候都更加重要。

Godot的使命與發(fā)展勢頭

Godot的發(fā)展與其開源根基密不可分。對Clay而言，這一根基既定義了引擎的價值觀，也賦予了其長期的生命力。

“過去幾年，我們確實鞏固了自己作為最受歡迎的免費開源游戲引擎的地位。我們可以自信地說，Godot已躋身三大通用游戲引擎之列。人們常拿我們與Unity和Unreal比較。當(dāng)然，我們不比他們那般‘揮斥方遒’，他們資金更雄厚，項目更悠久，社區(qū)也更龐大。但我們正在成長，而且成長得非常非常快?！?/span>

在一個開發(fā)者對商業(yè)模式變化日益警惕的行業(yè)中，Godot的工作正變得越發(fā)重要。

“重要的是，參與Godot開發(fā)的大多數(shù)人都認為，我們應(yīng)該能夠‘擁有’自己的工具。實際上，確保這一點的唯一途徑就是開源。我們采用MIT許可證，這意味著當(dāng)你下載源代碼時，它就永遠屬于你了?！?/span>

盡管與商業(yè)競爭對手相比資金有限，Godot的開發(fā)速度卻十分驚人。

“我們每周合并數(shù)百個拉取請求，這與Visual Studio Code、Python和Tensorflow等其他大型開源項目不相上下。項目的絕大部分工作都是由充滿熱情的志愿者完成的。我們總共有大約3000位獨立的貢獻者，每個版本大約有300到400位貢獻者。”

這種勢頭幫助鞏固了Godot作為專有引擎可行替代方案的地位。

“我們現(xiàn)在可以自信地說，Godot在三大通用游戲引擎中占有一席之地。”

穩(wěn)定性、打磨程度與實際應(yīng)用準備度

在Godot 4重大架構(gòu)調(diào)整之后，團隊的重點已轉(zhuǎn)向可靠性而非新奇功能。

“Godot 4是一次大規(guī)模革新。我們現(xiàn)代化了許多系統(tǒng)，也像大版本更新常有的那樣，打破了許多東西。過去幾年我們一直在打磨和穩(wěn)定，讓你能夠真正地在各種平臺和冷門硬件上發(fā)布游戲?！?/span>

對Clay來說，Godot 4.5標志著一個轉(zhuǎn)折點。

“在發(fā)布4.5之后，Godot感覺非常穩(wěn)定。它并不完美，也永遠不會完美——這幾乎成了個?！呀?jīng)變得更具商業(yè)可行性，尤其是在低端或老舊設(shè)備上發(fā)布游戲時?！?/span>

最近的版本還引入了直接針對開發(fā)者實際需求的功能，包括輔助功能和加載時間優(yōu)化。

“我們增加了對Accessibility Kit的支持，包括編輯器中的屏幕閱讀器。這意味著盲人或視力障礙的開發(fā)者可以使用Godot，開發(fā)者也能制作出盲人玩家可以玩的游戲?！?/span>

在性能方面，著色器烘焙器帶來了巨大的改變。

“我們看到加載時間從兩三分鐘縮短到幾秒鐘。這對玩家的初次體驗來說意義重大。這是一個真正的雙贏局面，尤其是在移動端等功耗受限的設(shè)備上。開發(fā)者不想讓用戶用電池去跑那些你可以在自己強大的開發(fā)機上運行一次、然后直接打包給用戶就能快速運行的東西?！?/span>

渲染理念：務(wù)實而非炫技

當(dāng)被問及光線追蹤和超分辨率等渲染特性時，Clay刻意表現(xiàn)出務(wù)實態(tài)度。

“為光線追蹤添加基礎(chǔ)支持的工作正在進行中。Godot目前還沒有使用硬件光線追蹤。我們離那一步還有距離。渲染器需要做出某些設(shè)計決策才能支持光線追蹤反射或光線追蹤全局光照等功能。我們的渲染器在設(shè)計之初并未考慮這些。未來一兩年內(nèi)，我們很有可能會實現(xiàn)光線追蹤環(huán)境光遮蔽或光線追蹤陰影。但我認為完整的硬件光線追蹤反射還比較遙遠。”

Godot沒有追逐流行詞匯，而是專注于能帶來切實收益的質(zhì)量改進。

“我們在4.5版本中添加了鏡面光遮蔽，避免了在不應(yīng)有光的地方出現(xiàn)奇怪的反射高光。這是那種如果你做對了，人們不會注意到；但如果你關(guān)掉它，人們會立刻察覺的功能?！?/span>

最近在屏幕空間反射上的工作遵循同樣的理念。

“我們剛剛合并了對屏幕空間反射處理方式的一次重大改進。這是一種非常常見的技術(shù)，能提供短距離的精細反射。我們徹底改造了屏幕空間反射，使其更快、視覺效果更好。在4.6版本中，會有游戲僅使用屏幕空間反射就發(fā)布，因為效果足夠好——取決于你的游戲內(nèi)容和場景，只用這個可能就足夠了?！?/span>

迭代速度作為競爭優(yōu)勢

Godot更輕量化的工具理念塑造了開發(fā)者的工作方式——不僅僅是他們能發(fā)布什么。

“很常見的情況是，Godot中同等的圖形特性可能只有一兩個設(shè)置，而在Unity或Unreal中，同一特性會有大量設(shè)置供你微調(diào)，以在質(zhì)量與性能之間找到完美平衡，使其適配你的游戲。而在Godot中，我們的目標就是簡化這一切?！?/span>

“我們的目標是，讓一個獨立開發(fā)者就能理解他們制作游戲所需的Godot所有系統(tǒng)?！?/span>

這種簡化的結(jié)果是迭代時間的改善。

“我們的主要賣點之一就是迭代時間。你不需要經(jīng)歷漫長的編譯，不需要等待緩慢的加載，不需要每次更改一個設(shè)置就烘焙光照和著色器。你按下播放鍵，游戲立刻運行?！?/span>

這種速度使Godot甚至在AAA級工作室內(nèi)部也變得有用。

“Godot作為原型設(shè)計工具正變得越來越流行，因為你可以無摩擦地快速測試想法?！?/span>

對于較小的團隊來說，這種響應(yīng)能力可能是決定性的。

“很多獨立團隊看重迭代時間，因為他們并不是想做出畫面最炫酷的游戲，也不是試圖挑戰(zhàn)制作大型開放世界的極限。他們想做的是打磨出精良的核心體驗和有趣的核心玩法循環(huán)?！?/span>

人工智能：有用，但要謹慎

AI是Clay特意持謹慎態(tài)度的少數(shù)領(lǐng)域之一。許多標準化的AI功能——比如DLSS、FSR或XESS——并非開源，集成到引擎中具有挑戰(zhàn)性。但Godot對AI能增加價值的領(lǐng)域持樂觀態(tài)度。

“AI是非常好的圖像縮放和降噪工具。我們看到其他工具在資產(chǎn)優(yōu)化等領(lǐng)域有所改進。如果AI能自動化LOD生成或網(wǎng)格優(yōu)化等瑣碎工作，把美術(shù)人員從重復(fù)勞動中解放出來，它會很快被接納?！?/span>

展望未來，Clay對本地運行的AI特別感興趣。

“如果我能將降噪或縮放任務(wù)卸載到另一個并行運行的芯片上，在相同的性能預(yù)算下獲得更高質(zhì)量的渲染，那將非常棒。”

Godot需要GPU廠商提供什么

從Godot的角度來看，最有價值的GPU特性并不總是最顯眼的。

“我們首先需要的是穩(wěn)定性。這對我們來說非常寶貴，因為尤其是當(dāng)驅(qū)動程序更新后，一旦游戲在新驅(qū)動上開始崩潰，我們很難確定到底需要改變什么。我們完全是在正確使用API。那么如何追蹤這個bug？通常我們只是執(zhí)行了一個非常正常的繪制調(diào)用，它就崩潰了。是哪些奇怪的組合導(dǎo)致了這個問題？這對我們來說非常難處理，所以我們渴望穩(wěn)定性?！?/span>

API的正確性和可預(yù)測性對于一個主要由志愿者維護的引擎至關(guān)重要。另一個缺失的部分是教育。所有GPU架構(gòu)都不同，各有各的特性。

“它們都不一樣，都有你需要留意的地方，而且大部分信息是不公開的。你需要通過與這些公司的人員交流、提問來了解這些信息：‘嘿，我在你們的硬件上遇到了這個奇怪的性能問題，這是怎么回事？’”

這種信息差距給在不同平臺間遷移的開發(fā)者帶來了實際困難。

“現(xiàn)有的教育材料是GDC演講，主要關(guān)注主機；還有愛好者博文，主要關(guān)注桌面端。因此，如果你只是被動地消費現(xiàn)有信息，你只會了解主機和桌面端。然而，這和工作在移動端是完全不同的?！?/span>

“舉個例子，如今在桌面端，你不太需要擔(dān)心頂點預(yù)算。雖然仍然需要考慮，但在移動端，相對于屏幕分辨率，頂點預(yù)算的重要性要大得多?！?/span>

易于獲取的指導(dǎo)，而不僅僅是工具，將帶來顯著的改變。

“像‘盡量減少渲染管線’這樣的高級建議非常有價值，但許多新的貢獻者根本不知道這對移動端很重要。”

“重要的是，你應(yīng)該進行測試和分析。因為人們很容易采用一個快速解決方案來解決性能低下問題，比如降低紋理分辨率。但當(dāng)你真正查看分析報告時，你可能會發(fā)現(xiàn)所有時間都花在了陰影上。你可以想降多低就降多低，但真正應(yīng)該投入時間的是陰影?！?/span>

Godot內(nèi)置了幫助開發(fā)者進行游戲優(yōu)化的功能。

“我們創(chuàng)造了降低各方面成本的機會。例如，傳統(tǒng)上燈光數(shù)量是游戲中的一大瓶頸。燈光越多，游戲越慢。因此我們使用更先進的照明算法，如集群渲染，這大大減少了大量燈光帶來的性能影響。再比如，如今由于幾何體非常密集，帶寬成了巨大成本。因此Godot默認會壓縮所有幾何體，使其占用更小，從而讓你可以在場景中使用更多幾何體?！?/span>

展望未來

當(dāng)被問及Godot的長期趨勢時，Clay坦誠地分享了他最興奮的事情。

“我希望在未來幾年，也許是5到10年內(nèi)，能看到一個完全光線追蹤的渲染器。因為對于那些制作寫實或半寫實風(fēng)格游戲的人來說，這是‘圣杯’，對吧？你用光線追蹤搞定一切，光照看起來協(xié)調(diào)且逼真?！?/span>

這樣的渲染器將與適用于風(fēng)格化游戲的傳統(tǒng)渲染管線并存。AI可能提供缺失的一環(huán)。

“現(xiàn)在AI與硬件光線追蹤相輔相成，因為我們可用AI進行降噪、光線重建和圖像縮放，這三件事能讓光線追蹤快得多，讓你用更少的光線做更多的事。因此，AI可能是解鎖實時光線追蹤的最后一塊基石。但無論如何技術(shù)如何，Godot的指導(dǎo)原則不變。我們有意地保持‘稍慢一步’。讓其他人去做研發(fā)，一旦業(yè)界就正確的方法達成共識，我們就會以更簡單、更容易上手的形式采納它?！?/span>

英文鏈接：https://blog.imaginationtech.com/designing-gpus-for-developers-a-conversation-with-godot

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