遊戲美學的背後：聖休亞瑞的圖像要素
《暗黑破壞神 IV》正式在台灣時間 6 月 6 日凌晨 6 點發行，為英勇流浪者展開了全新地獄世界供他們探索。那些在聖休亞瑞屠殺惡魔的玩家很快就會發現《暗黑破壞神 IV》的一個重大特點：遊戲環境暗得很迷人。這樣的美感設計讓人回想到遊戲宇宙的根源，也正是《暗黑破壞神》與《暗黑破壞神II》中備受喜愛的歌德風格。這部系列作的首款遊戲是大約 27 年前出品，從那以後，為電玩遊戲打造視覺美學的科技便有大幅度的變革。
首席軟體工程師 Keven Cantin、主軟體工程師 John Buckley 和 Kevin Todisco、首席技術美術師 Aaron Aikman，以及資深軟體工程師 Samuel Delmont 將會一同說明團隊讓《暗黑破壞神 IV》圖像變得栩栩如生的方法、展示開發期間使用的一些科技，以及我們對可擴縮性的處理細節。
索引
設計理念與引導準則
– 由首席圖像工程師 Keven Cantin 說明
《暗黑破壞神 IV》圖像團隊的目標與設計理念和讓暴雪獲得成功的價值相同，也密不可分。我們是個把遊戲體驗擺在第一的公司，代表我們所做的決策都需要顧慮到：這是否能幫助我們打造一款玩起來很有趣的遊戲。藉由一次又一次設計聖休亞瑞這個獨特的凡人世界，我們便將渲染技術推向了全新境界。因為《暗黑破壞神 IV》有比較陰沉的調性，所以我們便問自己：「身為圖像團隊的我們可以怎麼做，來支持那樣的遊戲設計呢？」為了回答這個問題，我們選擇了一小部分的主要功能特色，並從廣大的遊戲面向中優先潤飾與優化它們。
能達成這個設計的重要核心便是相互合作。我們圖像工程師和技術美術師的團隊便在設計和開發階段與不同《暗黑破壞神 IV》團隊合作。由多個面向的團隊一同製作一項特定功能，對我們來說是一件很稀鬆平常的事。我們不只重視美術團隊的觀點想法，也重視所有製作遊戲的人的看法。
對我們來說很重要的另一個面向，就是讓遊戲有廣大的受眾，這樣就可以盡可能讓多數玩家都能享受這款遊戲。我們了解到各個玩家都有不同的設備、設備有不同的極限，我們也想確保能為整體提供一個高效能、視覺上也很吸引人的遊戲體驗。而我們呈現圖像的方式有經過優化，在較低階配置的硬體上也能有效進行。對那些高階配置的硬體，我們便會衡量裝置的額外效能來強化視覺效果的真實感，藉此將遊戲推向新高峰。
藉由科技回歸暗黑風格
– 由主圖像工程師 John Buckley 說明
物理基礎渲染
《暗黑破壞神》的黑暗風格是由物理基礎渲染（PBR）技術支援的，這讓遊戲物件看起來多了一點真實感。正如這個技術的名稱，我們運用了現實世界的物理概念來建立虛擬世界的光影與物質之間的互動模組。在電玩遊戲中，你可以為自己認知的現實進行編碼，而這個過程也可以變得很有趣。但圖像完全脫離現實的時候就會令人感到困惑。因此，我們選擇把技術設定得跟現實世界的物理觀點相符，而且只會在為了符合遊戲主題的必要時，才與現實脫鉤。舉例來說，現實世界中是沒有「負光源」這個東西的。但在遊戲中，我們為了製作把光從世界上吸走的黑暗魔法，才進行這樣的設計。
為了完美呈現物理基礎的材質，美術團隊便檢視了許多新資料，讓圖像引擎能指示光影該如何與遊戲內物件互動。打個比方，美術團隊便決定了光照到給定遊戲內材質上時，光散射的波長會有多少、微小細節的細緻與粗糙程度、表面的金屬程度，以及其他等等面向。
上方是分別解構莉莉絲材質之物理屬性的圖片。
光、影、空間
當美術走向成為前期開發的焦點時，我們便清楚了解到，《暗黑破壞神 IV》需要有個更為黑暗的美術調性。這代表我們要盡可能讓硬體展示更多陰影效果，同時仍要維持相對高的畫面更新率。有了一個持續變化的開放世界、隨機生成的地城、動態天氣，以及與你獨特角色搭配的動畫，這意味著能運用的優化技巧與捷徑將會受到限制。幸好，現今的顯示卡與主機運作速度都相當快，而且有能力在一秒內處理上萬億的數值運算。這在好幾十年前是完全不可能達成的。這上萬億的運算方法讓我們能進行更複雜的光影運算，而這些運算便能模擬出與現實相近的複雜細節。
圖片顯示了複雜的形狀網絡來代表《暗黑破壞神 IV》地城中的光影效果。
這裡展示的複雜性來自於獨立光源所產生之陰影的運算需求。為了加快運算過程，我們選擇運用延遲渲染（「嘗試運算與展現真實」的圖像技術）來進行不同光源與複雜材質之間的運算。
凌駕於延遲渲染之上的是我們從零開始打造，用來運算、儲存、重疊陰影的系統。因為地城是隨機生成的，所以我們無法事先知道確切的地城格局。幸好，地城在生成之後，並不是每個部分都會有所變動。當你在地城中移動時，光影系統便會試著處理與編排這些陰影運算，所以系統不會一次就完成所有運算。這個陰影系統是打造來利用靜態物件（像是牆面與地板）的，大多時候會先儲存靜態物件的運算結果，接著再把動態物件（像是你的角色）堆疊在這些儲存的運算結果之上。
雖然很好的材質能為遊戲美術奠定基礎，但光影效果對栩栩如生的美術來說也十分重要。就跟材質一樣，《暗黑破壞神 IV》的光影也是根據現實物理概念設定的。像這樣複雜的技術細節很容易讓試著展現美術調性的美術團隊承受過多壓力，因此我們便將這些細節埋藏在一系列超讚的美術工具中，讓美術團隊能專心一展他們的長才。為了做到這點，我們為《暗黑破壞神 IV》打造了全新一系列強大的美術工具。這些工具中加入了許多物理要素，還能夠調整像是流明、輻射程度與發光強度等等。
開發期間其中一個意料外的驚喜是空間的重要性。為了在這個真實與活靈活現的世界中完美建立黑暗調性，我們需要為光線與物件間的灰塵與微小粒子建立模組。這個技術叫做立體渲染，也是讓《暗黑破壞神 IV》美術能栩栩如生的關鍵要角。
過去，我們透過粒子系統、將圖像放在矩形框架上，接著在鏡頭前堆疊來進行模擬。這帶給了我們灰塵與煙霧的效果，但這樣的結果很粗糙。現實生活中，光線會與沉重的固態結構（例如：牆面）互動，並四處散射。但這些光線會穿過空氣中的灰塵與微小粒子，這個過程便會轉換物理性質。我們在《暗黑破壞神 IV》為空氣建立了模組，這樣空氣中的微小粒子就會被照亮。當光線在這個空間裡往遊戲內世界的虛擬鏡頭移動時就會四處散射與吸收。這全都運用了現實的物理觀點。就連彩色玻璃窗本身也會將光線散發到空氣之中呢。
特寫鏡頭
《暗黑破壞神 IV》其中一個特點是：故事是透過遊戲內動畫來訴說的。當鏡頭靠近一名角色時，精準表現角色的膚質就會十分重要。就像圖片中的莉莉絲翅膀一樣，光線從後方穿透皮膚，帶來的一點透光效果。現實世界中，光線也會進到人的皮膚當中、在體內散射，接著再從其他位置的皮膚散射出來。移動的過程中，光線會受到血肉與骨頭的影響，而這個物理現象便稱之為「次表面散射」。為這個複雜現象製作模組，就能讓角色的臉部細節更接近真實，而不是看起來像一片塑膠軟墊一樣。
左圖顯示遊戲內的皮膚沒有受到真實的光照分布，而右圖則是顯示有受到真實光照的角色皮膚。
《暗黑破壞神 IV》的 HDR
– 由主圖像工程師 Kevin Todisco 說明
支援黑暗勢力回歸的另一個新科技就是高動態範圍（HDR）顯示器。
隨著越來越多支援 HDR 的顯示器加入市場，此一科技也成了很火熱的話題。在我們深入了解《暗黑破壞神 IV》的 HDR 之前，先來了解其中的秘辛，以及它超越幾十年前我們熟悉的顯示器科技所帶來的效益，會是個不錯的起頭。
過去的顯示器只能顯示特定範圍的亮度。嚴格來說，最低階的顯示器大約有 0.1 尼特（nits）。尼特是用來表示平面亮度的單位，而 1 尼特便是一根蠟燭在一平方公尺範圍內的亮度。而最高階的舊型顯示器則是 80 尼特，其實也不是特別明亮。如果你對映像管電視（CRT）很熟悉的話，那些畫面最亮的亮度大約就是 80 尼特。這樣的畫面看起來十分差強人意。隨著 HD 電視加入市場，顯示器製造商便希望他們的產品看起來是最棒的。所以他們便開始將顯示器的亮度提高至 300 尼特。也因為杭特效應，使得明亮的顏色看起來更加飽和。這讓畫面的顏色看起來更加凸顯，在 HD 顯示器上也更加鮮豔，而這些效益是我們在玩遊戲時都想看到的。
HDR 顯示器的標準將範圍進一步提高至當前上限的 10,000 尼特，而 OLED 科技也讓畫面上任一處都可以顯示真正的黑色。這些科技的進步代表遊戲引擎的內部渲染結果可以直接傳送給顯示器顯示，也無須因為 SDR 標準而將亮度範圍壓縮了。我們不只可以展現更明亮的畫面，對《暗黑破壞神 IV》來說更重要的是，我們也能顯示最陰沉的黑暗色調了。
接下來，我們就來看看遊戲裡是怎麼呈現的吧。我們開啟了這個場景的偽色彩效果，來展示輸出給顯示器的亮度範圍。下方是說明後續兩張圖片的圖例。
首先，我們來看看在 SDR 上顯示《暗黑破壞神 IV》的畫面。
接著，再看看相同畫面在 HDR 上顯示的效果。
你可以看到 HDR 顯示下，畫面一部分呈現的是真實的黑色，整體看起來也比較暗沉。那為什麼 SDR 的畫面看起來比較明亮呢？現在看一下第一張畫面擷取中的陰影，為了在 SDR 上顯示，我們必須加深畫面暗度讓最暗的數值可以來到 0.1 尼特的極限。這樣的範圍壓縮也代表我們要把剩餘畫面的亮度全部提高，不然畫面就會變得很陰暗。這個問題就是「黑暗壓縮」，也是我們在為 SDR 顯示器調整色調時會避免的問題。
但 HDR 相比之下，我們可以更忠實呈現地城中的微弱光線，陰影也會是更真實的黑色，讓《暗黑破壞神 IV》帶有更黑暗的歌德風格。
自公開 Beta 測試後的 HDR 變動
在公開 Beta 測試期間，我們發現遊戲中的黑色似乎經過「昇華」，並超越了 HDR 顯示器（特別是 OLED）的可顯示範圍。我們團隊發現這是在檢視顏色表格用來協助採樣分布的 log() 函數所產生的錯誤。log() 函數完美完成了將採樣分布到顏色區塊中的任務，但數學告訴我們這個數值不可能是 0，因為 20 依舊等於 1，就連 2-10 也會是 0.000976。事實上，0.000976 的數字很重要，因為上述錯誤使得這個數字成了遊戲能輸入到影像緩衝區的最低數值。幸虧製造商有為 SDR 電視增添額外的圖像處理效果，讓這些顯示器在收到這些數值時會顯示近似於黑色的顏色。但是，這些數值在 HDR 電視上就會有更直接的呈現方式了。0.000976 這個數值在顯示器上會被解讀成約 0.07 尼特的亮度，對 OLED 來說比趨近於 0 的最小尼特值還要高，所以你在遊戲中會遇到一片黑中有不正常光點的情況。而我們也很慶幸能在伺服器壓力測試之前就修正這個錯誤。
我們在公開 Beta 測試與伺服器壓力測試之間做的另一項重要改動，就是特別為 HDR 加入新的色調調整曲線。你可以把「將內部 HDR 數值直接傳送給顯示器」想像成「透過相機拍照，然後不加濾鏡直接張貼」的感覺，。但這看起來會有一點「被沖淡」，或是整個圖像都缺乏對比度或鮮豔度。透過新增美術團隊設計的色調調整曲線，我們便得到了 HDR 顯示器顯示的對比度與顏色飽和度效果。用以下這個沙漠場景來展示是再適合不過了。第一張是未經過色調調整的圖片。
接著是相同的場景，但是有經過色調調整的圖片。
差異雖然不大，但來回檢視這些圖片的時候，你會發現經過色調調整的圖片有比較高的對比度，沙子看起來比較沒那麼灰，也比較有「沙」氣。
這樣的曲線也對顏色飽和度有微小但很重大的影響。請仔細看這個場景中的兩個光源。
圖片右邊的光源看起來比較自然，但是在明亮的區域中卻少了一些對比度。現在這張也是相同的場景，但是有經過色調調整的圖片。
又一次，雖然這個效果產生的影響很微小，但卻十分重要。左方的橘紅色火光變得更加紅潤，而右方光線照亮的區域也多了一些飽和度。這些改動對維持 SDR 與 HDR 上的相同遊戲視覺風格與感受來說非常重要。
為地獄進行校正
我們為了讓 SDR 與 HDR 版本的《暗黑破壞神 IV》在預設下看起來都很驚豔，我們團隊下了許多功夫。我們也為不同顯示器與環境空間亮度校正了各式調整選項。下方展示的是 HDR 的校正畫面，你可以在其中調整黑點色溫、亮度、白點色溫來自訂專屬於你的遊戲視覺體驗。
透過技術美術銜接
- 由首席圖像技術美術師 Aaron Aikman 說明
藉由混合著色器，以及能為畫面帶來頂點與像素的低程度渲染細節與美術圖，得到的圖像技術美術能成為工程師與美術師之間銜接的橋樑。
多數的著色器作業都發生在像素著色器當中，輸出的數值則是以物理為根據的材質特性，像是反照率、粗糙程度、法線、透明度，以及發光程度。建立著色器就跟建立一系列能夠在輸出前取用與處理資料的步驟類似。取得資料通常代表了需要對引擎外創作的素材進行採樣，但有趣的地方則是在這些資料混合在一起的時候。
對視覺效果來說，這代表需要結合噪聲紋理材質來製作飄移的煙霧、燃燒煉獄，或是劇毒池塘，同時也不需要逐格創建材質。我們還可以使用具有 2D 向量的資訊改變噪聲材質，來獲得更多不同的效果。
聖休亞瑞的陰影
角色能夠呈現混合且直接的著色器元素與特色，來展現有趣的狀態效果，像是受到燃燒、中毒，或是進入匿蹤狀態等等。為了為環境增添更多動態互動，角色在雨天中還會被淋濕，回到室內會變得乾燥等等。在火熱的戰鬥中，玩家也會因為使用的技能而變得滿身是血。為了在靠近玩家時支援很高的忠實性，角色著色器在特寫鏡頭期間會整合詳細細節的材質。
環境著色器也提供了多樣的技術，像是向度混合、適應材質調整，以及溶解材質等等。向度著色器讓我們可以根據表面方向混合不同的材質，來製作像是冰雪覆蓋的石頭。曲率資料可以用來調整物件邊緣的顏色與粗糙度數值，以及環境物件上的坑洞。提示著色器會使用發光元素點亮可互動的物件，來吸引玩家注意。地形著色器會將許多可堆疊的材質複雜地進行混合，藉此來創造更自然的環境地面。為了限制著色器的複雜度，我們便創造了一次結合多種素材的虛擬素材，而不是每次渲染畫面就混合一次。
液態著色器則是利用了多個像素著色器來模擬現實的液態樣貌。美術師們可以繪製多個塗層的噪聲材質遮罩，接著再持續變形來獲得這樣的效果。模擬水面下的光影會經過折射來創造扭曲效果，而且顏色也會根據水深而有所改變。另外，角色也會跟水進行互動。當玩家與怪物穿越水面時會製造波紋，還會激起泡泡。而頂點著色器元素讓我們可以替換表面頂點的位置。這個效果在海浪沖刷海灘或技能觸發爆炸時也會特別明顯。
說到頂點著色器，許多環境物件會運用數學運算來移動靜態網格的物體。當葉子跟角色與技能與互動時就會飄動、風吹過草原時就會產生草浪、生長的肉體會起伏波動、血淋淋的斷肢會蠕動，而這些都是透過著色器中的資料與運算產生的。
聖休亞瑞的可擴縮性
- 由資深圖像工程師 Samuel Delmont 說明
《暗黑破壞神 IV》能在 Windows PC 與次世代遊戲主機上遊玩。為了支援這些裝置，我們加入了多個系統，讓引擎能夠進行調整、維持品質，同時也會根據每個裝置的畫面更新率來盡可能提供最棒的遊戲體驗。
考慮到 PC 與遊戲主機的效能，像是記憶體限制跟 CPU 和 GPU 處理器效能等等，《暗黑破壞神 IV》在裝置上運作時會以最佳效能的狀態下進行。舉例來說，遊戲可以載入較低品質的網格與材質，相同的效果也可以套用到著色器、視覺效果、後期處理效果與其他系統上。而調整這些設定讓你可以決定要以圖像品質或是遊戲效能為主。
深入了解 PC 設定
《暗黑破壞神 IV》遊戲引擎會自動選擇與你 PC 硬體最相符的圖像設定。其中有四種預設配置可以選擇，分別是：低、中、高，跟超高。另外還有其他設定選項，讓你能把預設配置調整成你喜歡的畫面品質與更新率。但了解不同設定對效能限制（像是佔用記憶體空間、資訊處理耗能等等）的影響也很重要。
解析度
影響效能的其中一個重要因素就是遊戲經過渲染之後的圖像解析度。在 PC 版上遊玩時，你可以透過解析度百分比滾輪來選擇較低或較高的解析度來渲染遊戲世界，接著再以顯示器的最終解析度或玩家使用的視窗來重新調整。
降低解析度百分比就可以降低遊戲內的解析度，但獲得較高畫面更新率的代價就是：畫面看起來比較模糊。反過來說，提高解析度百分比就會提高遊戲內的解析度，但是因為需要渲染更多像素與佔用更多記憶體，遊戲效能就會變差。但在這樣的設定下會獲得更高品質、更具細節的畫面，同時也可以減少圖像失真的問題。
還有個能夠替代預設提升畫面品質的方式，PC 上有許多提升畫面品質的設定選項，包括 NVIDIA DLSS 3，這些都能幫你在渲染與選擇較低解析度之後獲得較高解析度的最終畫面，而且畫面品質也不會因為損失而變差太多。而遊戲主機則利用提升品質與動態解析度管理的結合來隨時維持很高的畫面更新率與圖像品質。
為遊戲體驗進行優化設定
材質品質設定是其中一個對記憶體使用與順暢遊戲體驗造成龐大影響的選項。總共有四種品質選項可以選，但我們會聚焦在兩種品質上，分別是：超高跟高。超高，也就是最高品質，會需要玩家在 Battle.net 的安裝選項選單中下載高解析度物件，而且需要最少 32GB 的記憶體空間來安裝。超高品質最適合在 4K 顯示器上執行，但這樣會需要更多記憶體。高品質的選項則適合在 1440p 與 1080p 的顯示器上執行。降低材質品質會使遊戲載入較低解析度的材質、提高效能，同時也降低遊戲執行所需的記憶體。但是，你看到的材質品質就會比較柔合一些。
陰影品質對記憶體使用也有很大的影響。降低這項設定可以減少佔用的記憶體，同時也可以提高效能，但是陽光跟燈光產生的陰影就會比較模糊。
如果記憶體是你主要考量的因素，那我們會建議降低材質跟陰影品質。一些其他的設定也對記憶體產生影響（像是幾何複雜度），但多數的影響很微小，甚至是毫無影響。若想了解每個設定選項的效果，請前往設定選單檢視詳細資訊。
遊戲推出時的主機效能
《暗黑破壞神 IV》會在多個遊戲主機上推出。我們這裡為每個遊戲主機推薦了最佳的配置，讓玩家可以獲得最高的圖像品質。下方列舉的數值代表了 XBox 遊戲主機或相似配置能獲的最佳品質的解析度與幀數。
Xbox：
- Xbox Series X：60 幀率的 4K 畫質
- Xbox Series S：60 幀率的 1440p 畫質
- Xbox One X：30 幀率的 1440p 畫質
- Xbox One S：30 幀率的 1080p 畫質
- Xbox One：30 幀率的 1080p 畫質
未來展望
我們對圖像設計的企圖心不會止步於此。遊戲推出後，團隊便持續在加入新的功能，並強化與優化既有的效能。我們很歡迎大家提供建議跟回饋，你也可以在《暗黑破壞神 IV》討論區中分享你的看法。但現在，我們想感謝你閱讀讓《暗黑破壞神 IV》在藝術風格上如此陰沉的圖像之深入解析。
我們聖休亞瑞見！
-《暗黑破壞神 IV》遊戲團隊 敬上
透過 NVIDIA DLSS 3 來強化你在聖休亞瑞的冒險體驗
正如先前提到的，NVIDIA DLSS 3 是其中一個能提升《暗黑破壞神 IV》PC 版效能的其中一個方式。使用 NVIDIA DLSS 3 後，你就可以在 GeForce RTX 40 系列的顯示卡上提高畫面更新率，讓烈焰地獄燃燒的火光能更加猛烈。如果你想啟用 DLSS 3，請前往這裡並下滑至頁面的最底端了解詳細資訊。
NVIDIA 的《暗黑破壞神 IV》GeForce Game Ready Driver 現已開放在 GeForce Experience 的驅動程式選單或前往 GeForce 網站下載。