《羊蹄山戰鬼》技術深度剖析

《羊蹄山戰鬼》是Sucker Punch團隊凝聚熱情與心血的作品，我們很高興如今能將它帶到全球玩家面前。隨著大家已能親自體驗遊戲，我們認為現在正是時候，來談談那些支撐這段旅程、讓本作得以誕生的技術基礎。

在延續《Ghost of Tsushima》的成果之上，《羊蹄山戰鬼》的開發願景更加著重於玩家在原始荒野中的自由感。這意味著我們必須尋找更自然的引導方式，打造視野更遼闊的壯麗環境、更具彈性的武器戰鬥系統、更鮮明且富有個性的角色塑造，並呈現能引發情感共鳴的劇情時刻。要同時實現這些要素並維持一定的影格率，對我們來說是一項不小的挑戰。

接下來，讓我們一起深入了解幾項推動《羊蹄山戰鬼》誕生的關鍵技術。

漫遊於原野之境

在原型設計階段，我們希望玩家能自由探索。最自然的方式，就是讓玩家能望向遼闊壯麗的景色，依循好奇心自行發現遊戲中的冒險。從技術層面來看，要實實在在達到那種感覺，意味著我們必須延伸視距，強化遠處草地、地形與山脈的渲染品質。

我們透過將模型與高細節地形材質製成紋理貼圖的方式，讓遠山能以更高解析度顯示。同時，我們也將GPU運算渲染器能處理的草叢與可渲染物件數量提升一倍。在這張畫面中，遠方的山區原本包含超過一百萬棵樹木、岩石與灌木，最終經過剔除與優化，只保留約六萬個實際渲染項目，用於生成G-buffer，構成最終影像。

我們運用了程序輔助創作技術，並大量依賴GPU運算來高效處理這些龐大的場景實例，幾乎不需經過CPU參與。這個過程包含一系列的運算任務：進行遮擋剔除、記憶體分配、建立繪製紀錄，然後再將結果回讀給CPU，以便在每個畫面幀中整合成最終的指令清單。下方的動畫展示了類似場景中所有由GPU繪製的幾何物件逐步生成的畫面，可讓人直觀感受到整個場景的龐大規模。我們也將這些技術應用在即時生成的資料上，例如大片花田，甚至繩索與鎖鏈等細節物件的動態呈現。

為了讓遊戲各地區都具備獨特風貌，我們設計了互動系統來強化每個地區的主題特色。在多數區域中，地面覆蓋著草叢與矮植物，除了會隨風勢與角色動作自然擺動外，我們還加入了一項能將武器揮擊軌跡記錄到「切割緩衝區」的系統。這個緩衝區會被可切割的幾何物件取樣，用以在被切割的部位生成粒子特效。透過這項技術，篤能真實地揮斬草叢、花朵與小型植物。

北海道擁有全日本最嚴峻的冬季，因此我們希望能真實呈現角色與厚重積雪之間的互動。為此，我們開發了一套地形細分系統，不僅能提升地形細節表現，還能在遊戲運行時即時產生形變。當角色在雪地中行走、翻滾或戰鬥時，粒子與幾何數據會被渲染至位移緩衝區，動態記錄雪面的變化。這套系統的彈性極高，因此我們進一步擴充，讓角色能擊落樹木與灌木上的積雪，同時產生飄落的雪粒效果。結合我們新開發的穩定螢幕空間雜訊產生雪花閃光特效後，最終呈現的畫面如下。

像羊蹄山這樣的高山常年被雲霧覆蓋，因此我們必須開發出一套能在世界幾何物體前方渲染雲層的技術，這在《Ghost of Tsushima》的引擎中是無法實現的。此外，我們也希望透過更快速的雲層流動來呈現暴風將至的不穩定天氣。為了在提升雲層移動速度的同時避免畫面破綻，我們在雲圖中記錄了每個畫素從攝影機出發的平均可見深度，藉此能在雲層平移時運用視差貼圖技術。（同時，我們將雲層的混合影格從兩層提升至三層，使雲的移動更加平滑自然。）另外，我們還在雲圖中記錄了平均可見深度平方值，以此重建出雲層在每條光線方向上的透明度統計分布，從而能準確計算出雲層遮蔽山體等世界幾何物件的程度。

在《Ghost of Tsushima》中，霧氣與大氣散射是確立整體美術風格的重要元素，而在《羊蹄山戰鬼》中，我們在此基礎上進一步發展，新增了區域霧體積的支援。這些體積霧的運算透過PS5強化的16位元浮點GPU指令高效完成。由於雲層系統的優化，我們同時生成了光源空間的雲影貼圖，因此即使在遠離攝影機的位置，也能在體積霧中清晰看到曙光穿透雲層的「神光」。此外，我們也讓美術人員能在場景中放置「神光目標」，以確保特定區域更常被雲層間隙照亮。

角色與動態表現

我們的首要目標之一，是讓《羊蹄山戰鬼》的世界真正「活」起來。畫面上的一切——角色的衣襬、武器上的流蘇、村落中懸掛的布幔，全都會隨風而動。而當篤在地上翻滾或戰鬥時，塵土與落葉會被揚起，她的身上也會留下泥濘與血跡，進一步強化玩家在世界中的存在感。

篤那細節繁複的服裝能夠自然飄動，全仰賴我們在高效GPU布料模擬系統中新增的多層布料支援。這項系統除了能同時模擬多層布料（如下圖所示），也支援布料碰撞，並利用精心調校的啟發式演算法來高效模擬大量獨立布料的動態。下方展示的是篤身穿其中一套複雜服裝時，周圍布料隨風擺動的效果。

自《Infamous Second Son》以來，GPU粒子系統一直是Sucker Punch的強項。在《羊蹄山戰鬼》中，我們進一步擴展了這項技術，讓粒子能夠取樣地形材質、形變與水流方向。舉例來說，下圖展示了粒子落在河面上並隨水流移動的效果。

除了讓角色能夠影響世界之外，我們也希望讓世界對角色產生反饋，使雙方的互動更真實。為達成這點，我們在角色周圍建立了一個可變形的方向性網格，並在其中動態寫入環境資訊。接著，我們利用這些資料疊加對應的材質效果，讓角色在不同情況下呈現濕潤、染血、沾泥或覆雪的狀態。

我們也運用了粒子系統，讓玩家能穿越至過去，探索篤的家族歷史。在切換過去與現在的過程中，系統會即時替換篤的骨架與幾何模型，同時保持她的角色狀態與動畫一致。背景元素與光線配置也會瞬間轉換，這一切都仰賴SSD的高速存取能力與精準的預取技術。整個轉換過程會以動畫粒子幕簾包覆，粒子會取樣轉換前的幀緩衝畫面副本。

光線追蹤與PS5 Pro強化

作為一款原生PS5遊戲，《羊蹄山戰鬼》自開發初期便以充分發揮主機最新技術、提升影像品質為目標。隨著PS5 Pro的登場，我們也希望藉此推進技術，為未來的作品奠定更強大的基礎。在PlayStation中央技術團隊的支援下，我們將研發重點放在兩個主要領域：光線追蹤與PSSR影像超採樣技術。

由於《羊蹄山戰鬼》的舞台設定在17世紀的蝦夷荒野，遊戲中幾乎沒有可進行鏡面反射的表面。因此我們選擇將光線追蹤應用於全域光照的精度強化。我們從兩個方向著手：首先建立自動化程度更高、品質更優的光照烘焙模型，再以短距離光線追蹤全域光照（RTGI）加以補強。這項技術需要對模型串流格式進行大調整，使我們能即時解壓光線追蹤硬體使用的加速結構。得益於PS5 Pro更高效的光線追蹤硬體，玩家在Pro主機上可享受以60 FPS為目標的RTGI功能。

在《羊蹄山戰鬼》中，我們重新構築了整個畫面框架，導入更通用的動態解析度演算法與影像超採樣技術，以充分發揮PSSR的優勢。PSSR在本作中表現極佳，只需進行少量調整，例如在渲染微小粒子時啟用保守式光柵化。相比之下，我們以往的標準超採樣演算法需要更多提示與手動調校，才能達到理想畫質。下方為對照示例：若將畫面放大約16倍（未經GIF壓縮前），可以明顯看出PSSR在建築與植被的細節重建上表現更佳。在畫面運動時也更加穩定。

載入速度

長久以來，Sucker Punch一直以讓玩家盡快進入遊戲世界為榮。在《羊蹄山戰鬼》中，我們延續這項傳統，並更進一步大幅提升載入速度。

我們透過預先處理資料來優化載入流程，讓每個地區或地形區塊只需進行少量SSD讀取與修補操作即可載入遊戲相關內容。接著，系統會僅針對首幀渲染所需的貼圖細節層級與模型細節層級進行運算與載入，每個元素僅需一次讀取。下方展示了從地圖最南端移動至最北端的載入實際過程，且未以淡出畫面進行遮蔽。（請注意，這段載入實際上比一般情況稍慢，因為此示範中持續進行著世界的即時渲染。）