玩家觀點：漫談遊戲的最佳化

玩家不僅喜歡玩遊戲，也會在意遊戲是否最佳化。最佳化的遊戲會受到玩家讚揚，反之則是無情的吐槽。話說回來，最佳化的定義到底是什麼？是否最佳化又該怎麼判定呢？本文將探討最佳化的概念，以及各種衍伸議題，幫助大家對遊戲最佳化有更具體的認識。

首先我們要有一個認知：「遊戲的最佳化」並不等於「計算機理論的最佳化」，兩種最佳化在本質上截然不同。在計算機理論中，最佳化指的是設計一個理想的處理程序，讓程序以更高的效率計算出相同的結果。

舉例來說，下面有一個處理程序：

a = b*c + b*c + b*c

裡面有3個乘法與2個加法。如果我們要將其最佳化，大概會變成這樣：

d = b*c

a = d + d + d

在結果相同的前提下，只需要1個乘法與2個加法，可以省下2次乘法計算的時間。

▲對大部分玩家來說，《俠盜獵車手5》堪稱是經過最佳化的好遊戲。

然而對遊戲而言，最佳化指的是強化遊戲實機表現，呈現出較佳的遊戲感受，就算結果與原本不同也沒關係。遊戲程式是否最佳化，是根據主觀的感受，而非客觀的運算結果或運算效率。換言之，我們很難找到一個客觀標準來評斷遊戲是否最佳化。

「沒有任何方法可以準確判定遊戲是否經過最佳化。」開發商Croteam的資深工程師，狄恩．西古力（Dean Sekulic）指出，「我們只能以主觀意識體驗遊戲，用自己的標準來判斷遊戲的最佳化程度。值得注意的是，遊戲檯面下的運作遠比表面來得複雜，每一個環節都可能影響遊戲表現。」

當你發現遊戲效能不盡理想，很可能是某個環節出現問題。畫面選項對效能的衝擊格外明顯，所以經常是開發商進行最佳化的首要目標。

▲4K解析度帶來更沉重的運算負擔。

解析度攸關整體畫質，也直接影響效能表現。遊戲解析度從早期的1280 x 1024變成1080p，然後演變為4K，每一次的躍進都會大幅加重運算負擔。4K畫面內的像素數量是1080p的4倍，運算負擔也是4倍，對效能的衝擊在所難免。

反鋸齒是一把雙面刃，雖然可以提昇畫質，卻會嚴重衝擊效能。目前的反鋸齒種類眾多，每一種都有其優缺點。MSAA效果普通但是效能傑出、SSAA原理單純卻很吃資源，其他還有FXAA與TXAA等等。開發商必須謹慎評估各種反鋸齒的特性，針對遊戲需求選擇反鋸齒，並調適反鋸齒的細節表現，讓遊戲兼顧畫質並維持流暢度。

▲反鋸齒的效果與效能表現不盡相同。

一般而言，PC遊戲會提供各種不同的反鋸齒，家用主機版則沒有這種福利。受限於硬體規格，家用主機版偶爾必須關閉反鋸齒來換取校能，或是採用動態反鋸齒技術。反鋸齒的使用時機，以及反鋸齒該如何調適，都足以令開發商傷透腦筋。

光影效果對環境表現與氣氛營造影響甚鉅。開發商得處理每一個場景的光源與陰影，反覆檢測光線的投射容積與形狀，確保其演出可以達到需求。全域照明（Global Illumination）與體積照明（Volumetric Lighting，泛指從高空或雲隙間灑下的光芒）是效能殺手，必須搭配適合的地形才能呈現理想效果。

在現實世界裡，只要有光源就會有陰影。可是遊戲世界不比現實，就算弄出一個光源，也未必能夠產生理想的陰影。早期遊戲一律採用直接投影，只要環境中有光源，物件就會產生對應的投影。直接投影的原理簡單且容易實作，缺點是無法呈現細節的陰影，導致場景風貌不夠逼真，一看就知道是遊戲的場景。

▲《異塵餘生4》天際灑下來的光芒十分逼真。

為了彌補直接投影的缺憾，環境遮蔽（Ambient Occlusion）便因應而生。《末日之戰》是最早使用環境遮蔽的名作遊戲，將畫質推展至嶄新境界。可惜當年玩家配備普遍不足以使用環境遮蔽，使得末日之戰成為一款曲高和寡的遊戲。

時至今日，環境遮蔽已成為遊戲的普世標準，還衍伸出各種提升畫質的應用方式。《古墓奇兵：崛起》所使用的VXAO（Voxel Ambient Occlusion）便是一例，其品質不輸一般的環境遮蔽，還可以大幅降低運算負擔。某些新作遊戲甚至替遠距離物件加入環境遮蔽，讓場景突破虛擬的藩籬，呈現出直逼現實的質感。

▲場景中的陰影就是環境遮蔽，可以有效提升畫質。

光影效果的代價十分可觀。開發商得花上許多時間調適，將細節部分去蕪存菁，換取較流暢的效能，還得避免被玩家找到破綻。有必要的話，開發商會採用預處理光影效果，也就是將場景內的動態光影變成靜態光影，藉此壓低運算負擔。

舉例來說，玩家進入一個點燃油燈的房間，發現只有牆上的油燈可以照亮環境，手上的火把卻無法照亮環境。這是因為遊戲將油燈與火把設定為無法與環境互動的靜態光源，才會出現點燃火把卻無法照亮環境的詭異現象。

 

（後面還有：其他關於遊戲最佳化的議題）