周末票房+10亿，哪吒已杀疯！详解《哪吒2》和《黑神话·悟空》技术实现

刚刚过去的这个周末，

《哪吒2》的票房从127亿涨到137亿。

一个周末，涨10个亿，

这是什么让人瞠目结舌的中国速度？！

《哪吒2》台前炸裂，幕后也很精彩，技术上的知识点非常多。比如生物运动、虚拟制片、瀑布解算、三维扫描建模、实时渲染等等。

今天想和大家主要聊聊UE和实时渲染在影视、游戏等方面的应用，为方便小白理解，有些地方会引用更为浅显的语言表达。

《哪吒2》中，美术团队使用Unreal Engine（虚幻引擎，以下简称UE）来进行镜头即时预览，包括预览光照效果和材质效果等等。这样可以保证制作团队能够快速调整火焰的光照强度和色彩饱和度，确保画面既热烈又不失层次感。

相比较于传统电影制作工作流，这种实时反馈的工作方式，大大加快了制作进度，并减少了后期调整的工作量。

UE实时渲染可以大大加快制作进度，这已成为行业内的普遍共识。

不仅在影视制作中，在游戏项目尤其是对画面要求更高的3A级大作中，UE和实时渲染更是被“用出了花儿”。比如去年去年火遍全球、拿奖无数的国产游戏《黑神话：悟空》，就大量采用UE实时渲染来辅助美术工作的高效完成。

那么，什么是实时渲染？哪些软件可以实时渲染？哪些岗位会用得到实时渲染？且听星仔一一讲来。

什么是实时渲染？

想要“无中生有”创造一部3D艺术作品，一般我们需要先画出想要的场景或角色，再利用3D建模软件把画出的设计稿做成立体的；然后我们需要通过渲染这一步骤，为画面赋予该有的环境、灯光、材质及渲染参数，以此来增强画面的真实感、沉浸感，从而打动观众。

渲染一般有离线渲染、实时渲染、云渲染和混合渲染几种方式。

离线渲染也叫预渲染，是在建模完成后，根据预先设定的场景设置，通过大量计算，实现模型在视点、光线、运动轨迹等因素作用下的视觉图像。这种方法往往需要等待很长时间才能得到最终效果，有些精度较高、细节较多的图像或镜头，一次渲染甚至可能需要十几个小时，制作和修改周期被拉得很长。

离线渲染模式下，这种场景的最终效果，往往需要花上几天时间才能完成

实时渲染的出现，可以说改变了技术圈的工作方式。

实时渲染是一种高速图形渲染技术，通常采用光线追踪、光栅化等算法，并结合 GPU 的并行计算能力，以实现快速的图像生成和更新。

和传统离线渲染技术不同，它就像你在画画时，铅笔一动，画面就能实时呈现出来，想改也没关系，这边参数或画笔一调，那边画面立刻跟着发生实时的变化。

相比离线渲染可能需要十几个小时完成一帧画面，实时渲染能在几十分之一秒内完成一帧画面的渲染，从而实现画面的实时更新。

对于人眼而言，几乎就是实时的。

实时渲染的实时性类似上图这个实时动捕，艺术家这边调整表情的同时，其绑定的虚拟数字人表情会和她同步变化

更早将实时渲染用起来的，是制作3D网络游戏的艺术家团队。

因为实时渲染可以保证在不多占用内存的前提下，让复杂的场景保持流畅和实时更新；同时还支持玩家与游戏场景道具的实时互动，如探索、操作、触摸等。

有了实时渲染技术，才有如今诸多3D网络游戏的优质体验。

后来，实时渲染工具更是被CG艺术家和电影艺术家们用了起来。

实时渲染的实时性，可以在创作者调节光线参数的同时，让画面出现即时的光影变化，便于创作者把握画面效果和情绪的关联。周末票房+10亿，哪吒已杀疯！详细解读一个《哪吒2》和《黑神话：悟空》都在用的技术

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视频详情 Lumen实时全局照明效果展示

因为艺术创作本就是天马行空、没有什么统一的标准。那么在有了实时渲染之后，对于需要将自己的灵感随时记录并进行设计方案调整的创作者和艺术家们来说，可真是太方便了。

实时渲染应用领域

实时渲染技术的实现离不开强大的软件支持，目前市场上常见的实时渲染工具有UE、Unity、Chaos Vantage、NVIDIA Omniverse等。

这其中，市场接受度更高的是UE，也就是虚幻引擎。它有丰富且庞大的模型特效绑定光线资产库，且凭借稳定的实时渲染能力和逼真的视觉效果而闻名，目前已经被广泛应用于游戏开发、影视特效和虚拟现实等领域。

甚至特殊行业的日常模拟训练，也会用到实时渲染

以下是一些目前会用到UE和实时渲染的艺术家岗位：

影视特效师：在影视制作中，特效师利用实时渲染技术快速生成特效镜头，如爆炸、水流、魔法效果等，并能够实时调整参数以达到最佳效果。

游戏开发者：游戏行业是实时渲染技术的核心应用领域。游戏开发者需要通过实时渲染引擎（如Unreal Engine）创建逼真的游戏场景和角色动画。

工业设计师：在工业设计领域，设计师利用实时渲染技术快速生成产品的三维模型，并通过虚拟展示优化设计。

虚拟现实（VR）和增强现实（AR）开发者：这些岗位需要实时渲染技术来创建沉浸式的虚拟环境，让用户能够实时交互。

除此之外，UE实时渲染也被应用在建筑可视化、科学可视化，甚至军事、医学、人工智能等领域，全面替代需要离线渲染的各行各业。

早在2018年，UE实时渲染就已被引入高危手术的方案预演中

技术应用①《哪吒2》

《哪吒2》电影中，各种实时渲染技术为其特效制作发挥了重要的作用。比如：

火焰枪特效的实时物理演算

在《哪吒2》中，哪吒的火焰枪特效采用了基于NVIDIA Flex的实时物理演算系统。

通过火焰的粒子流体动力学模拟，制作团队能够精确计算出每个粒子的运动轨迹、温度变化以及与周围空气的相互作用，实时调整火焰的流动、热量扭曲空气的效果，以及火焰的光照强度和色彩饱和度。不仅让火焰效果更加逼真，还大大加快了制作进度。

冰霜特效的实时调整

敖丙的冰霜之力特效是通过Houdini的VEX粒子编程技术实现的。在制作过程中，团队利用实时渲染技术对冰霜的破碎效果、冰晶的闪烁以及冰霜蔓延的动态细节进行实时调整，确保特效的细腻和真实感。

虚拟制片与实时预览

《哪吒2》制作中，利用UE搭建出实时虚拟制片环境，导演和制作团队可以在虚拟环境中实时查看场景布局、角色动作以及光影效果。

例如，玉虚宫的场景布局，通过VR技术预先构建，导演可以在虚拟环境中实时调整镜头角度和光影效果，确保画面的宏伟和细节。

海底大战场景的AR融合

在“哪吒与敖丙海底大战”的场景中，AR技术帮助制作团队实时查看虚拟角色与海底环境的融合效果。通过实时调整角色的动作、位置以及光影效果，团队能够确保虚拟角色与海底环境的协调一致。

总之，实时渲染技术在《哪吒2》中的应用，不仅提升了特效制作的效率，还让画面效果更加逼真和富有层次感。

技术应用2《黑神话：悟空》

《黑神话：悟空》也大量用到了实时渲染技术，其核心开发引擎为虚幻引擎5（Unreal Engine 5），这一引擎为游戏提供了强大的实时渲染能力。

具体来说有以下几个方面：

Nanite虚拟化几何技术

Nanite技术可以对模型的几何细节进行智能压缩和优化，保持模型高精度的同时，大大减少了显存占用和渲染时间，使游戏能够实时加载更加复杂的场景和角色模型，甚至是超过10亿面的影视级模型。

Lumen全局光照系统

Lumen技术提供了实时的全局光照计算，支持昼夜循环和复杂的光影效果，使得游戏中的光影变化更加自然和真实。

实时光线追踪

游戏利用UE5的实时光线追踪技术，实现了反射、阴影和全局光照的高精度渲染，进一步提升了画面的真实感。

动态毛发与皮肤渲染

游戏中的角色（如孙悟空）采用了次表面散射技术，使皮肤和毛发的渲染更加逼真，且能够实时呈现接近最终版的画面效果。

云渲染技术

为解决高端硬件需求与普通玩家设备性能之间的矛盾，《黑神话：悟空》还借助了云渲染技术。通过云平台，玩家无需安装顶配显卡，也可以实时体验高质量的游戏画面和不卡顿的交互体验。

实时渲染未来趋势

实时渲染技术，为电影、游戏等艺术工业流程带来了三大优势：

一是效率提升，其即时反馈的特性，大幅缩短了制作周期，如影视特效师可实时调整参数生成效果；

二是成本降低，能够有效减少对物理模型和样品的依赖，通过虚拟建模和实时渲染，企业能在设计阶段快速验证产品效果，同时硬件要求的降低也为更多中小企业有效降低了硬件方面的成本；

三是协作优化，实时渲染和云渲染的结合，同时支持多人协作和远程操作，如模型师、动画师可以在线共同查看角色动作的设计，可以即时做出修改；导演、特效师也能现场实时查看特效调整方案，提高沟通效率。

虚拟人Siren逼真的皮肤细节。如果不特意提醒，很难相信这是UE实时渲染出来的画面

未来，实时渲染将伴随云渲染的普及，依托云计算能力，帮助用户或企业用相对较低配置的设备，也可以实现高质量内容的设计；

此外，通过与人工智能相结合，通过深度学习算法，利用AI自动分析场景中的光照、材质等信息，一键生成相应的渲染参数，实现更加智能化的实时渲染效果；

第三，实时渲染将继续完成跨领域的融合，除游戏、影视、设计领域外，它还将在工业制造、人工智能、城市数字化、数字孪生、医疗仿真等领域获得广泛应用，助力社会数字化发展。

眼熟不？谷歌地图其实可以被看做是现实世界的数字孪生

说了这么多，其实就是想告诉大家，实时渲染技术和虚幻引擎工具，已经在行业非常普及啦！

如果你想学习虚幻引擎，或者说了解更多有关实时渲染的实际应用，建议可以先从基础的3D建模和渲染软件入手，如Blender、Maya等，掌握基本的模型创建、材质编辑和灯光设置等技能，然后再逐步学习实时渲染引擎如Unreal Engine和Unity，并通过实际项目练习来提高自己的技术水平。

《逆水寒》游戏实时渲染场景

当然，如果你还想往游戏、影视、设计或人工智能等方向发展，或者就是想用更短的时间学透虚幻引擎，实现快速入行，建议你考虑下火星的专业！

火星成立30年以来，已经根据市场对于不同岗位的实际需求，将包括实时渲染、AI设计等在内的各种技术应用，分别融入到模型、动画、特效、开发、设计等不同专业的教学实践当中，而且所有专业名字都是以岗位名称命名的。

火星课程一贯采用项目实战教学法，通过实际案例让学生深入理解虚幻引擎各项技术的实际应用（包括实时渲染技术），并由行业经验丰富的专家授课，确保学生能够掌握最前沿的技术知识和技能。

也就是说，只要你可以按要求完成某专业的培养目标，就可以胜任该专业同名的岗位。如学完3D模型大师班，可以胜任3D场景设计师、3D角色模型师、次世代角色设计师、雕刻设计师等岗位。

火星课程的含金量在于：你将不单单是学到了某些技术点，而是学会了如何在工作中使用这些技术

除模型班外，火星还有虚幻开发、虚幻视效、角色设计、剪辑视效、AI绘画、CG特效班等专业，都会教授实时渲染和虚幻引擎技术，可分别对标游戏设计、影视后期、特效、动画、工业设计、数字孪生、汽车设计、人工智能等不同领域工作内容。课程培养目标，就是帮同学们顺利胜任这些技术岗位。