除了娱乐，游戏还能干什么？

1946年人类的第一台计算机诞生后，人类便迈入了信息时代。随着技术的发展，人类信息化的程度越来越深，各种电子设备和软件的飞速发展，也为人们带来了便利。而这其中，游戏是一个绕不开的话题，那么游戏到底是好是坏？他除了娱乐还应用在哪些方面呢？

世界第一台计算机“ENIAC”

2021年游戏开发大神毛星云的去世，让整个国产游戏界都发出一阵叹息。他出版的两本编程书籍是很多游戏开发者的入门书，在国内的图形引擎领域，能达到他这样水平的人也屈指可数。他一直有一个复兴国产游戏的梦想，希望中国有一天能够做出自己的3A游戏，希望中国的游戏产业能够领跑世界。我知道对于很多人来说，这算不上什么梦想，甚至还认为游戏是精神鸦片，玩物丧志，像在毛星云去世的新闻下面就有人评论“做游戏毒害未成年，死的活该”。抛开游戏只是娱乐工具的刻板印象，很多人可能没有意识到游戏或者是游戏技术将会成为一个国家科技发展不可或缺的竞争力。

为什么科技的发展离不开游戏？有人说游戏是科技应用与创新的最前沿，确实如此，从电影级的画面到高性能的显卡，背后都是前沿技术在游戏中的应用。反过来，游戏技术早已不局限于做游戏本身，而是应用到各行各业，推动科技的发展。而其中非常关键的一项技术就是游戏引擎，玩游戏的各位一定没少听过这个概念，什么Unreal（虚拟引擎）,Unity等等。但大多数人可能只知道游戏引擎是用来开发游戏的，以及“显卡终结者”这样的印象，但实际上开发游戏只是游戏引擎应用的冰山一角，那游戏引擎还可以用来做什么呢？在这之前我们先来了解一下到底什么是游戏引擎？

常见的游戏引擎

游戏引擎是指一些已编写好的，可编程电脑游戏系统或者一些交互式实时图像应用程序的核心组件，这个定义来自维基百科。大家是不是感觉每一个词都认识，但是合在一起怎么就看不懂了呢？其实简单来说，游戏引擎就是一系列的工具集合体，是一个设定了游戏基础规则和交互方式的框架，能够让开发者不用重复写代码，快速的开发一款游戏。实际上一开始是没有游戏引擎这个概念的，大多数游戏都是开发者用编程软件一句一句写下来的。后来开发者变聪明了，他们发现很多游戏的基础代码其实可以重复使用，这也是游戏引擎理念的出行，直到一个传奇人物的出现，彻底改变了游戏的历史，这个人，就是约翰·卡马克。

游戏界人尽皆知的天才，约翰·卡马克

他是游戏开发界人尽皆知的天才，尝试为游戏搭建一个底层框架，把开发游戏所有会用到的基础代码都写好，同时留下方便修改和使用的接口，开发者就可以直接在此技术上进行修改。这样一来就可以不用重复造轮子，不仅可以缩短开发周期，降低成本，也让很多不精通写代码的开发者也可以进入到这个行业来。1992年，卡马克研发出了全球首款3D射击游戏《德军总部》，采用了他独创的3D游戏引擎。紧接着他又开发了《DOOM》《雷神之锤》，一时间引爆了整个游戏行业，带来了上亿美元的商业利润，凭一己之力，推动了PC端游戏的发展。他也因此被称作3D游戏引擎之父。随着游戏引擎的不断优化，尤其是3D游戏引擎的发展，我们的游戏画面越来越逼真，动作越来越真实。很多人发现游戏引擎的“仿真”能力是很多行业都需要的，比如建筑行业用3D引擎演示3D图纸；汽车行业用游戏引擎设计汽车；医疗领域用游戏引擎模拟手术过程等等。而其中一个让人意想不到的应用就是，游戏引擎成了自动驾驶行业重要的研发工具。

FPS游戏的鼻祖，《德军总部》

其实自动驾驶行业很多从业者都是有游戏背景的。我猜想可能是某一天一位算法工程师上班摸鱼玩《GTA5》的时候猛然发现这游戏不就是一个高度拟真的洛杉矶城市模拟器吗？有真实的道路，车辆，行人，信号灯等交通设施，还能模拟出很多现实中很难发生的特殊场景。如果能在游戏里测试自动驾驶算法，那干吗每天还要累死累活跑大马路上去做无人车测试呢？听起来有点离谱，但这事真的存在。2016年，英特尔实验室就在《GTA5》测试自动驾驶了。并且现在很多主流的自动驾驶公司，比如谷歌、英伟达、微软等等，都是根据游戏引擎来开发自动驾驶仿真系统的。仿真系统就像一个基于真实世界的高精度赛车游戏，让一辆无人车在这个虚拟世界中行驶，只不过驾驶这辆车的不是玩家，而是算法。

《GTA5》

大家都知道，算法的成熟度需要靠大量的数据不断的训练来达到，根据兰德智库的数据，自动驾驶算法要达到人类驾驶员的水平，至少需要积累177亿公里的驾驶数据。这就意味着，即使有一支拥有100辆测试车的自动驾驶车队，以40千米每小时的速度进行24小时不间断的测试，需要花费大约500年的时间。而一旦算法进行了迭代，之前的测试都不算数。道路实测不仅效率低成本高，还存在安全问题。2018年，Uber自动驾驶汽车在路测过程中撞死了一位行人，引发了人们对自动驾驶安全性的怀疑，各国对自动驾驶的路测管理也更加严格，这就导致自动驾驶的发展出现了一个悖论。监管者认为车要足够安全才能上路，但是自动驾驶又要靠上路收集更多的数据才能足够安全，这成为了自动驾驶发展的一大瓶颈。随着3D游戏引擎的发展，自动驾驶从业者开始意识到，既然真实世界的路测很难，那我们为什么不在虚拟世界中测试呢？而搭建一个虚拟世界最好的方式就是用游戏引擎，让无人车不费一滴油就能24小时在仿真系统里驾驶。因为游戏引擎解决的问题和自动驾驶仿真系统是高度一致的。在物理层面上，游戏引擎中的物理引擎可以设定好真实的重力，摩擦力，风速等条件，建立一套与现实生活中一样的物理规则。另外，游戏引擎极致的渲染能力能够为仿真场景制造非常逼真的光影效果，呈现各种复杂的，极端的天气进行实时的渲染。

当然，游戏和现实世界还是会有差别。对于无人车测试来说，需要对现实有一个高精度的模拟才能更贴近安全标准。因此需要根据现实情况对游戏引擎行更贴近真实的还原。利用仿真系统模拟出很多现实生活中“百年难遇”的场景。在自动驾驶领域也存在一个长尾效应，可以理解为工程师用50%的精力解决了95%的场景，而剩下5%的低概率的，突发的，不可预知的场景，比如行人从盲区中走出、驾驶员醉驾、电动车加塞等，却需要用另外50%的精力来解决。一方面是因为实际测试只能在固定场所和指定道路行驶，对于特殊场景，比如极端恶劣的天气，在现实中就很难满足。但是为了保证自动驾驶的安全，必须要考虑到这些特殊场景。其次，自动驾驶汽车本身就存在一种悖论，因为人类无法对所有情况做出预知，算法自然就无法做出决策。在业界称作“Unknown, Unsafe”,成为自动驾驶安全问题的一大障碍。而有了仿真系统，人类就可以将这个问题交给算法，通过算法预测给出一些随机生成的，特殊极端的场景，就能够很好的遍及人类无法预知的部分。因此目前大多数自动驾驶测试，都是在仿真系统中进行的。比如无人车领域的佼佼者waymo，每天有两万五千辆虚拟waymo无人车在模拟器中行驶八百万英里以上的路程。从2009成立年到2020年，虚拟仿真测试已经达到了100亿英里，但是道路是侧只有2000万英里，根本不是一个数量级的。虽然对于仿真测试数据能够代替多少真实路测数据，在行业内还没有形成统一的标准，但是可以肯定的是游戏引擎在加速自动驾驶时代到来这件事情上，已经起到了重要的作用。

Waymo无人车

游戏引擎另外一个广泛的应用是在影视行业，相信大家应该都有感知，毕竟现在很多游戏画面，剧情本身都已经是电影级的效果了，比如2021年《虚拟引擎5》发布的《黑客帝国》demo视频，模拟出了和真实世界没差别的场景和人物，已经让人们分不清哪个是数字，哪个是真人。同时还能达到电影镜头一样的清晰度。甚至我觉得很多电影都达不到这个水准。好莱坞已经有个流行的说法，叫做“gamily film”,意思就是“用游戏引擎来拍电影”。比如《西部世界》《权力的游戏》的制作过程中，就用到了游戏引擎，以及2020年在全网大火的Netflix剧情《曼达洛人》，有超过一半的镜头是用虚拟引擎制作的实景特效场景拍摄的。游戏引擎解决了影视制作的一大难题，在过去的影视制作中，绿幕拍摄和后期合成是依次进行的，而这样导致演员只能想象着场景来表演，导演也不能看到实时的拍摄效果，而游戏引擎的实时渲染能力与LED屏幕结合，就能在镜头中生成最终的图像，大大方便了影视的制作。

电影《黑客帝国》

游戏一直以来被称作“第九艺术”，本身就是计算机时代的一种艺术表达形式。其实现在每一个游戏公司几乎都有自己的影视团队。比如《英雄联盟》推出的《双城之战》，果然艺术都是相容的。或许在未来，游戏与影视的边界会越来越模糊，而这些只是游戏引擎的部分用法。游戏引擎在比如建筑设计，数字制造，实验模拟之类的更多领域都有很好的应用。除了游戏引擎，游戏本身也在推动科技发展，比如在硬件上，游戏促进了光驱、VR、AR设备的发展，甚至大半个芯片产业都是因为游戏才能发展的这么快。因为所有的技术都不可能从零一下子到顶峰，只有不断的技术迭代才能进步，技术迭代，就需要商业应用场景去支撑。正好游戏是3D图形技术，计算机应用技术以及计算机硬件最好，最广泛的应用场景，这个应用场景支撑了无数工程师，美术生至至是科研人员的工资，你根本找不到第二个这样的应用场景去替代游戏。这也是为什么中国需要真正的3A游戏，因为游戏不仅是文化软实力的体现，也在不断的影响和提升科技上的硬实力，游戏引擎能够应用这么广泛，本质上来说是因为数字化是未来的趋势，而游戏的本质是交互和体验，而交互性和优质的体验正是其他行业发展所需要的。所以大可不必把游戏看做洪水猛兽。

赫伊津哈在《游戏的人》一书中说，人类文明的本质是游戏。如果我们的格局再打开一点，在这个加速虚拟化的世界，游戏未来也许会成为一种基础设施，我们在《动物森林》中举办婚礼；在《我的世界》里建造学校；在《刺客信条》里俯瞰巴黎圣母院；越来越多原本只能在现实中做的事可以在游戏里完成。

《游戏的人》一书

荷兰学者约翰·赫伊津哈

游戏变得越来越不只是游戏了。游戏可以是文化传播的载体；可以是艺术审美的体现；可以是发人深省的表达；可以是科技创新的工具。

最后，除了我们应该如何看待游戏，国内游戏大厂是不是也应该想一想，我们需要什么样的游戏？