垃圾光荣 - 尝试分析灾厄启示录优化拉跨的原因
本帖最后由 GuardHei 于 2020-12-12 00:26 编辑最近沉迷刷灾厄启示录，但还是被光荣这不思进取的样子给气到了，一方面是在任务设计上面我感觉还不如10年前玩的无双大蛇多样（好吧，其实两个也是半斤八两，但你这10多年一点进步都没得吗？），另一方面这个优化太狗屎了。一般来说，做游戏，大家都是做选择题，在分辨率-特效-帧数之间寻求平衡，马车8u为了分辨率和帧数放弃了特效，荒野之息为了分辨率和特效放弃了帧数，奥德赛为了特效和帧数放弃了分辨率。这些取舍我都能理解，毕竟机能限制嘛，动作游戏图个60fps，冒险游戏图个画面。或者搞个什么帧数模式还是画面模式。但我万万没想到，灾厄启示录在放弃了分辨率和特效的情况下，帧数也是一坨屎，这已经完全不是机能的问题了，就是单纯的垃圾优化，尤其对比了同平台的火纹无双之后，我只能emmmmm。
说实话，一开始看pv的时候，我对本作画面还是充满了希望，尤其看到说epd也协助开发的时候，感觉这画面肯定没问题了，最多帧数拉点跨。结果没想到啊，没想到，pv1里大部分cg都是预录过场，难怪画面好啊。本来想怪epd支援不用心，但是前段时间看到了这个贴子https://bbs.saraba1st.com/2b/thread-1974084-1-1.html，把我雷的不行。节选内容：
1、任天堂手把手教KT如何制作草，包括细节与各种技巧；
2、KT的技术部，CG部等共有数百人参与学习做草的技术；
3、整个灾厄启示录项目，有近半的开发时间都花在了做草上面。
就这这么糙的草也要数百人学习制作？还要花半年？wtf？详细原因我后面会写。但简单结论就是，要不然这是光荣的吹逼通稿，想体现的自己用心，要不然就是真的技术拉跨。
当然了，肯定会有人说，无双啊，这么多角色，不好优化不很正常吗？不好优化正常，但是阉割了这么多特效和分辨率后，帧数还如此低，那就不正常了。我来列举下相比荒野之息，无双缺少了哪些特性，大家再想想，这些特性的开销难道比多画一些相同模型的角色的开销小很多吗？（相同角色可以通过各种instancing技术极大地提高绘制效率，这是非常成熟的技术，顺便一提，switch的图形api是标准dx12级别的，不存在什么特性用不了）。
[*]分辨率从主机模式最高900p砍到810p，掌机模式720p砍到540p，更别提最低分辨率了，那个惨不忍睹。
[*]荒野之息有一个超远视距的动态大世界（你可以从地图的南端一路看到东北角死亡火山上的神兽在动，还是3d模型，而不是2d贴片），无双是一个非常线性体验的中小型场景。
[*]荒野之息有昼夜交替，一切光照都要实时，无双是固定时间节点。
[*]荒野之息的动态全局光，基于raymarch的体积光，基于物理的大气散射模拟在无双里都没有。
[*]荒野之息的反射（之前写过一个帖子，有兴趣可以看一看），包括屏幕空间反射，动态角色立方体贴图反射，动态场景前景反射，在无双里只剩下一个静态的非常低分辨率的立方体环境贴图反射。
[*]荒野之息里很多屏幕空间特效，比如环境光遮蔽，有弥散圈模拟的景深效果也全不没有了，景深就是一个普通的降分辨率高斯模糊。
[*]很多物体的阴影被砍了，比如大地形，长凳，低矮灌木。阴影分辨率和距离也差了很多。
[*]荒野之息里大地形和地表物体的过度融合也没了，所以硬边很明显，特别难看。
[*]npc的ai也差了很多，只有近距离的角色有战斗ai控制的
我写了这么多前情提要，主要是为了说明一个事：虽然我后面会列出优化拉跨的原因，但不代表就可以理解光荣为什么优化不行了，因为这些都是非常不应该的。最后，在进入正篇之前，我先声明下，以下内容都是我肉眼看的，以我个人知识分析，如果有错误还希望各位大佬指出，说不定能还光荣一个清白。
先说一个我一开始以为的原因，但实际上这个应该影响不大。在玩家控制角色攻击的时候，哪怕是平a，每一个生成的打击特效都会带一个光源。比如下图：你可以清楚的看到地上有好几个橘红色的点光源生成了。我第一看到的时候想，这有必要吗？后来看了眼同平台的海拉尔无双1代和357m，才发现这原来是光荣的基操。不过考虑到应该是走的延迟渲染，那这几个光源对性能的影响也不会特别大就是了。所以排除掉了这个原因。
然后就是真正的原因了：整个场景的绘制手段是高度动态的，几乎没有考虑过各类静态预烘培的方法（除了反射立方体贴图）。这是个什么意思呢？
这意味着阴影全都是实时的。是的，整个场景里，无论是动态的敌人，可以被破坏的树木，还是静态的墙壁，他们的阴影全都是实时的。那原版是什么样的呢？我对比了ns的海拉尔无双1代，357m和火纹无双，这几个无双的阴影都是分开来的做的。动态的物体，在这三作里基本上就是敌人和据点里可以开关的门，是实时绘制的阴影。静态，比如地形，树的阴影完全是提前静态烘培死在贴图上的，所以人物本身并不受场景明暗度影响，考虑到无双本来就是（劣质）风格化画面，其实感官上没什么太大问题。下面两张图是火纹无双的例子。左边这种图是角色在场景阴影外的时候（红线是阴影边界），右边是阴影内的时候。可以看出，在不在场景阴影内部都不会影响角色的光照效果（稍微暗一点是因为人物和光源角度的问题），说明这阴影就是烘焙死的。
实时的阴影是对cpu（准确的说cpu和gpu之间的io速度）和gpu的双重压力。cpu需要再裁剪一次阴影相机里的物体，drawcall会**增加（cpu向gpu发送数据的次数），gpu的rops（要光栅化）的负担也**加重。可是为什么灾厄启示录里的阴影都是实时的呢？主要原因是多了大量可被破坏的物体，诸如树现在可以被砍断了，很多木箱子木椅子都可以被破坏，敌人的骷髅营地和旋转木台都能给拆了，所以场景里很多物体都得画实时阴影。那剩下的物体直接烘培死阴影光照不行吗？我猜你可能会这么问。很不幸的是，还真不太行，因为灾厄启示录里多了一个东西 -- 草。
（部分可破坏物品没有了阴影）
加了草之后，原来烘死在地上的贴图瞬间就不适用了。草是高度动态的，没法烘培。哪怕你说我忽略草对光线反弹的贡献，也不行。因为草要接受阴影，而按光荣原来的烘培做法，动态物体是没法接受场景阴影的。那大片大片的草，本身就是纯色的，还没了阴影，这效果会很差（荒野之息里加了一堆特效，比如屏幕空间环境光屏蔽来提高草的深度感），所以阴影只能动态了。
这还导致了一个问题。全动态阴影，如果距离太近就会导致阴影过渡太过突兀（虽然现在也没好到哪里去），所以必须要把阴影距离推的比较远。参见这个视频：https://www.bilibili.com/video/BV1RV411a7ao/。然而switch机能摆在这，再远也远不到哪去，而光荣完全没做过渡处理，这就导致如下的情况：从左到右是一个场景林克逐步往前走的截图。第一张图里远距离的守护者被距离裁减掉了。同时塔楼因为太远了也没有阴影。第二张图里距离近了，可以看到远处阴影的分界线，远于这条分界线的地方看起来就像是露天的一样。直到最后走到里面才发现，哦，原来是室内啊。
相对的阴影距离远了，为了节约性能，又不可能提高太多阴影分辨率，但是这样就会导致阴影锯齿严重。注意下面这种图玩家的左边：可以清楚地看到本来是一条直线的阴影，现在全是锯齿。那这个怎么解决呢？锯齿是没法消掉了，只能把阴影边缘做柔和一点，这样小锯齿可以平滑过渡（大的当然就无能为力了）。以下面这种图为例：影子虽然比较模糊，但是”锯齿感“没有那么明显了。这么重的软阴影在无双游戏里是很少见的。比如ns上的357，你可以看到人物阴影的边缘毛刺很多，非常硬：
问题在于，移动平台的pcf软阴影是比较大的。它需要多次采样，但是移动平台带宽低，纹理采样效率低。而软阴影的范围越大，效果越软，需要采样的次数就越多。所以最后哪怕阴影分辨率还是比较低，但是性能可能反而降低不了多少。
另外，值得一提的是，光荣专门为玩家当前控制的角色单独渲染了一张阴影映射。参考这个画面：注意英帕本身的阴影是非常清晰的，但是她前后两个靠的很近的分身的阴影就变得非常糊了。
说完了阴影，来说第二个影响大的因素 -- 草。大规模是用纯色高互动草算是荒野之息的一个工程创新之一。对于荒野之息来说，wiiu和ns内存低，地表贴图普遍低清而且重复，靠茂密的草可以遮盖掉这些问题，同时还提供了玩法。老实说，这么大规模的草在优化上本来应该是一个问题。但是在无双这就不应该了。首先，先扯下光荣那上百人团队做草的新闻，这也太离谱了。。。搓个能看的草并不复杂，ns本身支持dx12级别的特性，不存在没法做。而且自荒野之息之后，顶点草从摆动到过渡都被人研究的很透彻了，我自己也写过一套，单纯的草和风的互动的话，实际上一个人花一个一周就能弄的差不多了。如果要加上燃烧的特效，也就再多个一周也就ok了。因为这东西实际做起来并不复杂。本身草的模型，荒野之息是直接拉了两个三角形拼成的类似棱形的形状，也不需要花美工多长时间。荒野之息里远景用的面片来模拟草，但是灾厄启示录里远处并没有草，直接砍了。荒野之息里远处的草到近处的时候会有个缩放，以此平滑的过渡。而无双的草，看下这个视频：https://www.bilibili.com/video/BV1vf4y1v7GD/，是直接一“块块”地突兀的冒出来的，就和O神移动端的草一样。所以说，无双的草比荒野之息的已经要劣质很多了。那有人可能说，优化花时间？实际上，我也很难认可这个观点。草的两大性能开销：1. drawcall数量 2. overdraw（即同一像素被反复花了多少次）。这个里面，2可以直接被排除，因为荒野之息这种做法，草全是模型，没有半透明贴图，所以overdraw的情况和其他场景物体是一样的，也可以利用earlyz特性kill掉。那1呢？考虑到无双这个草的稀疏程度和距离，一共也没几块，我不认为这是什么瓶颈。另一种可能的瓶颈是记录草状态的开销（比如草的种类，高度，燃烧状态，被割状态），如果没有好好压缩的话，有可能会造成高的带宽需求。但我觉得有荒野之息团队的帮助，这也不应该成为问题才对。
最后，就是一些奇怪的优化问题。前面阴影那一块说了，很多可破坏物体没有了阴影，我可以理解为优化，但是很多时候一些紧贴着地面的，完全没有必要做阴影的东西也去画了阴影，完全不知道在想什么。比如部分地上半透明的枯叶，配合低精度的阴影，开销上去了（半透明意味着阴影绘制开销更大），同时锯齿和粉刺还相当严重。另外，地上落叶的距离被**增加了，而我完全搞不懂为什么。下面贴一个荒野之息里落叶的距离：https://www.bilibili.com/video/BV11V411a7Jj/ 然后再贴一个无双里的：https://www.bilibili.com/video/BV1NV411Y7jJ/ ？？？这是在搞什么？为什么这个要莫名其妙开这么高？半透明物体的overdraw光荣你不省省留给各种华丽的技能特效吗？
当然了，有的玩家肯定会说，啊，我是特效一多就卡的，很明显是特效的问题嘛。这不矛盾。我在这里说的就是，是什么让无双的渲染更容易碰到效率瓶颈。如果上述这些性能能提高，那也就意味着玩家可以放更多的特效而不卡。另外，感谢老任的更新，直接导截图和视频比屏摄方便多了。
排版好像有点小问题，有空改
—— 来自 S1Fun 鼓掌，能不能分析下2077优化拉胯的原因 whzfjk 发表于 2020-12-12 01:07
概括一下是不是：
1. 野吹草和无双相性并不太好，本可以预处理凑合的地方必须吃掉性能
2. 野吹草本草都没优 ...
差不多是这个意思。
我原来以为有了358开放世界的经验和epd的鼎力相助，在ns上实现那个cg播片的效果是完全可以的（毕竟那个精度也不高），没想到这么糟糕。
后来想起df在review火纹无双时候说的一个事我觉得很有道理，光荣这个作品发售时间排的密密**的，估计一共也开发不了多久，而且omega force还可能多线开工...也没什么精力。这么看，那个所谓的几百号人学做草大概率是闲扯淡
—— 来自 S1Fun cyvery 发表于 2020-12-12 01:17
鼓掌，能不能分析下2077优化拉胯的原因
买显卡 Guildenstern 发表于 2020-12-12 01:21
玩完风花雪月真的会有人对光荣在switch上的开发能力有所期待吗？
----发送自 STAGE1 App for Android. ...
火纹无双还行
—— 来自 S1Fun 那么多年下来了
根本对光荣还是了解的
在动作和打击这领域真的负分
无双10个人物都可以差不多同一套攻击动作，只要武器相同就可以套人物造型当新人物了
然后打击感永远都是大纸片，毫无体积碰撞
人设倒是prpr 说了这么多，实际上就一个结论
光荣不惜牺牲一部分性能，来确保画面表现几乎和旷野之息一致
这点还是挺重要的 nashor 发表于 2020-12-12 01:32
那么多年下来了
根本对光荣还是了解的
在动作和打击这领域真的负分
有一说一，灾厄启示录在这方面做得不错不是357那种除了无双技，其他纯看武器的那种。每个角色都有自己的一套特性，大部分打起来还是很有意思的
—— 来自 S1Fun 绿冰 发表于 2020-12-12 01:38
说了这么多，实际上就一个结论
光荣不惜牺牲一部分性能，来确保画面表现几乎和旷野之息一致
这点还是挺重要 ...
兄啊，要不然把文章看完呗 只要看完一遍的肯定得不出这个结论
这明明说的是光荣在很多不必要的地方浪费了性能，而botw没有 绿冰 发表于 2020-12-12 01:38
说了这么多，实际上就一个结论
光荣不惜牺牲一部分性能，来确保画面表现几乎和旷野之息一致
这点还是挺重要 ...
...你要不要再读一遍？
—— 来自 S1Fun
358
2080ti分辨率1080p
这个场景，啥都没有，吹笛子40帧gpu占用95%，不吹的时候60帧gpu占用不到40%。
光荣从来就搞不定dx11档次的优化。
光荣的无双，不知道有没有发现，地板经常都是光秃秃的啥都没有，特别辣眼睛么？野炊无双对光荣来说已经是20分到及格线的进步了。。。 nashor 发表于 2020-12-12 01:32
那么多年下来了
根本对光荣还是了解的
在动作和打击这领域真的负分
野炊无双优化烂是烂，但角色攻击模组还是特色鲜明的，建议玩了游戏再来 LamdaHT 发表于 2020-12-12 02:38
野炊无双优化烂是烂，但角色攻击模组还是特色鲜明的，建议玩了游戏再来 ...
我说是光荣多年给我的感官
不是说野炊无双
而且我说了，武器相同的前提
野炊无双有武器相同或者类似的了？ nashor 发表于 2020-12-12 04:11
我说是光荣多年给我的感官
不是说野炊无双
而且我说了，武器相同的前提
希多和米法... nashor 发表于 2020-12-12 04:11
我说是光荣多年给我的感官
不是说野炊无双
而且我说了，武器相同的前提
两只鸟人 老王和林克大剑都是相同武器
其实无双类角色多有重复组模可以理解 想要个个都不一样就是隔壁大香蕉系列每作就给你几个人用用 然后再卖一个资料篇
这次所有角色都是不同组模是大进步了打击感还好 希望以后能保持 角色不同动作不同完全只是因为角色少 仁王2虽然画面渣，但是帧数一直还挺稳定的啊，光荣怎么这作这么拉胯 任天堂教光荣生草笑了 这游戏会有dlc角色吗
—— 来自 Xiaomi MIX 3, Android 10上的 S1Next-鹅版 v2.4.3 Ged 发表于 2020-12-11 20:36
这游戏会有dlc角色吗
—— 来自 Xiaomi MIX 3, Android 10上的 S1Next-鹅版 v2.4.3 ...
我觉得林克尔应该会加入吧 其他还好，草距离太出戏了，昨天打初始台地想模仿一下出复苏神庙的镜头，结果刚跑到崖边突然冒出一堆草 punk7562 发表于 2020-12-12 14:00
那是ns机能不行啊，ps4上358不说游戏咋样野外场景好的很，简直是旅游大片。 ...
这贴的主题不是特效，而是优化 仿佛看着KT扶着草喊道：草死了草死了 本帖最后由 mememe! 于 2020-12-12 15:31 编辑
punk7562 发表于 2020-12-12 14:00
那是ns机能不行啊，ps4上358不说游戏咋样野外场景好的很，简直是旅游大片。 ...
那2077在ps4甚至pro上一坨屎是蠢驴优化不行还是ps4机能不行？
我寻思lz都说这么清楚了，明明就是光荣用一堆莫名其妙吃性能的特效，还进来就喷ns机能不行
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