V社起源引擎游戏大盘点！《半条命2》游戏引擎详细解析！

应该没人没玩过V社的游戏吧？

相信你也很好奇，V社是如何做出那些优秀且“永远”不过时的游戏画面吧？

今天，“爱喝粥”我将详细的讲述V社起源引擎的各项能力以及特点和引擎的发展史。

 

引擎的发展历史：

Source就如他的名字一样“起源”，它是世界上第一款3D引擎制作人卡马克的巅峰之作Id tech 2系列的接班人。起源引擎，引擎的起源。

最初代的起源引擎并非就叫“起源”引擎开发初期，V社他们把这个彻底魔改过的引擎命名为Goldsrc（金源）

不过初次魔改并不够彻底，用卡马克的话：

“《半条命2》里面还留着雷神之锤的一些早期的代码呢。”

V社后来也认为我们需要一个真正的属于自己的引擎。于是他们量V社上下全体员工的头发制作出了后来大名鼎鼎的”起源引擎“，

不过实际上，这个所谓的“全新”的引擎，其实严格意义上来说就只是GoldSrc引擎的再魔改，只不过这次非常非常的彻底。

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0.引擎简要概括：

一个真正意义上的三维的游戏引擎，由Valve软件公司为了第一人称射击游戏《半条命2》而开发，并且对其他的游戏开发者开放授权。这个引擎提供算绘、音效、动画、抗锯齿、界面、网络、美工创意和物理模拟方面的支持。

就像以往一样，玩家如果想要享受新的引擎带来的绚丽效果，就要有一块当下比较流行的显卡进行支持。Source引擎的互动性和响应性让《半条命2》比前一代更加的具有游戏性，但是Source引擎的真正特性往往不会被人提及。

使用这个引擎制作的第一个游戏是《半条命2》。Valve在《半条命2》发行不久后也用它制作了《反恐精英》的效果更好的版本。另外一些使用它的游戏，比如《半条命2：死亡竞赛》与《胜利之日：起源》。

2005年初Troika游戏公司宣布他们的游戏《吸血鬼之避世–血族》使用Source引擎，它们也是第一个获得使用许可的公司，Ritual Entertainment在2005年7月4日宣布他们的新游戏获得了使用Source引擎和Steam系统的许可。

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1.起源的起源

就像《半条命》在90年代轰动了一样，但如果把《半条命》放到今天,那便不再是什么轰动。一个问题展现出来，玩家如果想要享受现代的科技成果，就要有一块当下比较流行的显卡进行支持的游戏引擎，“起源”引擎的响应性让《半条命2》比前一代更加的具有游戏性，不过许多人只认为起源是Valve的新一代引擎，却忽略了它在绘图渲染的功效，“起源”引擎的真正特性往往人们是只能认识表面的。

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2.起源的首次应用

使用这个引擎制作的第一个游戏是《半条命2》，因为引擎计划就是为他开发的。Valve也用它把那些受欢迎的游戏重新制作了一下，这其中就包括了大家都熟悉的《半条命：起源》，《反恐精英：起源》。而其他游戏也陆续的更新了画面，新的概念加上了原来的概念，可以说是一个升级或者叫提升。被重新渲染的游戏都在自己的名字后面标注上了起源。例如《胜利之日:起源》和《半条命之死亡连线：起源》（“连线”为早期翻译问题，应译为“死亡竞赛”）就取得了不错的成果。

3.商业化

Troika游戏公司最早宣布他们的游戏《吸血鬼：避世血族》将使用起源引擎，它们也是第一个获得使用许可的公司。Valve之后宣布Arkane Studios（制作第一人称角色扮演游戏《魔法门之黑暗弥赛亚》的公司）和Smiling Gator Productions也获得了使用许可。

Ritual Entertainment在2005年7月4日宣布他们的新游戏获得了使用起源引擎和Steam系统的许可。这证明，起源引擎的效果再次让大家接受。

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4.起源的绘制系统

【着色器】

最高性能的着色器为基础的渲染提供给游戏开发商可以迅速简单的开发，哪怕是最复杂的场景。起源渲染。多核心处理和SIMD，以及通过DirectX的最新图形处理器的功能，先进的处理器技术，使自己的梦想世界成真。

渲染库。使用Valve的资料库或用自己的算法扩大现有的着色。现有的技术包括所有从非

引擎可以渲染出NPR模型

实感渲染（NPR）即《军团要塞2（即卡通样式游戏）》到《半条命2》集都在同一个引擎超现实的复杂灯光效果。

LOD模型。目前是世界上LOD模型的最高水平（所有几何判定都是引擎自主完成的。）

亮度（阿尔法）覆盖。启用高超的动态渲染和抗锯齿α测试，如树叶，栅栏和花格。

无限分辨率掩蔽。使用距离式编码亮度以无限分辨率的纹理掩蔽，阿尔法测定在不同状况下不同。

【动态照明和阴影】

辐射照明。世界的任意几何顶点光藏匿与辐射照明。用编码信息制作真实的光照效果，使照明与自然相结合的凹凸地图，更精确的照明表现细节的地方，包括自我造成的阴影。辐射照明是使用分布计算求解的辐射度（vrad），他可以快速的实现光影的效果。可以模拟各种光影场景(《传送门》)

高动态范围（HDR）照明。所有照明灯，包括地图数据，地图和现场环境的动态灯光均由HDR计算。高动态范围照明支持在DirectX 9级别的硬件上，起源依然支持，同时还可以打开抗锯齿和景深。

辐射传输/间接照明。动态对象和世界中的所有反射光合并在一起进行计算。 更加真实的体现人物的所有动态反光效果。

高解析动态阴影。所有与阴影投射物体或动态物体附近的光源对其照射的角度、距离、明度和光源亮度排列顺序都会进行计算，达到真实的光照阴影效果。

Rim照明

突出模型的边缘照射效果，非常震撼，有些类似于闪电，《求生之路2》和《军团要塞2》均有体现。先进材料绘制。拥有弥漫、镜面、细节、发光、闪光和其他特殊效果。

【影响】

范围作用。包括颗粒，物体，烟雾体积，火花，血液和环境影响，像雾一样的雨

粒子影响。起源的先进的粒子系统可以发出魔法或火灾的逼真模型，爆炸，雪，等等。多核图形

材料系统对于破碎场景的还原

优化改进粒子渲染性能，粒子编辑。游戏编辑和创建粒子系统和其完全互动的能力，系统预览可立即看到刚才的编辑。

软粒子。设定粒子的软硬度来以此模拟物体的反弹、跌落受伤程度，并且这一系统无需耗费过多的资源运动模糊。运动时摄像机会产生有规律的模糊，完全像人的眼睛。

水。可以生成逼真生动的效果和菲涅尔水面反射和折射的效果。

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5.起源材料系统

起源定义，指定教材套的对象是怎样制成的对象为该使用和纹理。指定的材料如何将一个对象断裂破碎时，它会听起来像是发生时或跨越另一面拖，哪些该对象的质量和浮力的。该系统是远远超过其他质地的只基于系统的灵活性。自阴影凹凸映射创建预先计算的辐射度灯光柔和阴影以及环境与动态和闭塞。来源呈现自阴影对当前和老一代图形硬件凹凸映射。

褶皱贴图（*Wrinkle Maps）。特别有用的拉伸面部皱纹和衣服，更多的纹理贴图，并在模型的混合压缩到提供动态的表面细节的地方。

细节贴图。结合高频低频质感与细节，以节省显存，同时保持明显的质地密度。

多功能多纹理混合。定义边缘融合变化锯齿，使用多种不同的纹理相结合的模式，校正表面颜色。

动态色彩校正。交互式编辑偏色和对比度的场景，以配合设计者想要的艺术风格。

建模和动画

高兼容,与流行的图形和3D建模软件兼容可以创作出具有高度风格化的人物、武器

数码肌肉可以对面部进行真实的再现

、车辆-起源合并工具组。一套强大的工具帮助高效地编辑、拓展动画，并定义的文字和对象范围内的广泛的物理交互作用。

数码肌肉效果。模拟肌肉组织的项目性质的情绪，言语和身体语言。 球型的眼睛真实地反映情况和家。集中对象上，而不是一直朝某个方向。

独立语言系统（*Language independent speech）。特征准确和自然的唇在任何语言上同步。

改善人类皮肤着色。皮肤呈现包括自然的人体皮肤着色，包括查看相关的菲涅尔现实影响。

模型及材料编译器。集成用Studiomdl和Vtex编译模型和材料工具。

模型查看器。在线框预览模式中查看阴影、纹理或视图模式。设立击中范围（HitBox），播放的动画，并微调物理限制。

动画工具

骨骼动画系统。复杂的运动模型与关节是使用Valve的专有骨骼动画系统。

用Faceposer表情工具查看人物表情

脸部动画系统。Valve的专有面部动画系统和运动完美结合成一个范围广泛的语音驱动的自然面部表情和感情。40多个不同的脸部“肌肉”，可以让玩家体会到游戏中人物的充沛的感情。

程序动画工具。调整布娃娃物理、骨骼动画追随、场景物理和自定义的程序控制器

动画融合。姿态的无缝融合创造连续运动或制作添加任何命令的情况。分层动画的融合，可合成成多种有趣的动画

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6.起源环境系统

VALVE编辑器，起源的地图制作工具，是一个直观的“所见即所得的”建筑设计和环境建设水准（几何，纹理，照明）。配售的脚本模型、实体和NPC，以及编译和运行游戏的水准。包括了VMPI工具，大大降低了地图建立时由多台计算机之间分配的编译时间。

曲面位移（*Displacement Surfaces）。可自由创建各种造型的自然山丘、山谷、沟渠、坡地，利用隧道位移几何刷表面。用刷子和顶点工具变换和剪辑位移表面。

对于“SkyBoxes”的精细渲染是引擎的王牌

实体刷工具（*Brush Entities）。Valve独创的属性。用刷子定义对象如何与世界全面的交互，包括障碍物、门、触发器、地区入口、背景音等等。

环境映射（*Skyboxes.）。立边体和环境映射（skyboxing）扩展了视野，增加了对遥远的物体的视差。

照明预览。轻松地查看一个内部光的水平影响源。

7.物理引擎

起源有高度可扩展的网络功能的物理系统，重视处理器和带宽效率。灵敏构建的物理反应，世界里人物互动与身体人工智能对象的模拟，以及声音和图像都遵循从物理学。起源的物理特性可以控制最高水平的设计

机械。构建与运作机制的相同的机械，可以有齿轮、皮带和滑轮

可以设定车辆的任何一个部件

车辆。任何情况下，在多人游戏中，所有玩家可以一起乘坐一辆汽车，每一个现实的汽车功能根据表面材料不同而不同像是弹簧悬架和滑橇表面。独立可调的参数包括马力、传动装置、最大速度、转弯速度、轮胎材料、轮胎摩擦、弹簧张力/抑制等等。依靠完全真实的数据来模拟最真实的驾驶体验。

对象变形（*Deformable Objects）。用娃娃物理与预定义的动画，以物理为基础的动画模拟灵活的头发、混纺布衣服。比如绳索和电缆可以按风或运动水平动态摇摆。

互动约束系统（*Constraint System Manager）。约束骨骼的所有效果，设定所有的情况并自由运算，其搭配几率可谓无限。反转动力学（*Inverse Kinematics）确保人物的肢体对环境地形有正确的反应，如周围障碍物移动的不平衡及调整。

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8.起源可以设计的游戏机制

起源引擎的标志在于玩家之间的随机交流和非玩家角色的互动。人工智能系统可以让NPC跟随玩家，并根据情况选择加入战斗。人工智能可以移动、飞行、跳跃、蹲、爬楼梯进入洞穴或地下。

AI是根据处境判断战斗和结盟的利弊的

调谐系统。先进的导航系统拥有本地路径搜索回避功能，以帮助周围的NPC进行导航；比如路线调谐统，和充满活力的关卡设计师设计的道路相连接。在该系统的控制下，他们可以提前知道类似于死路，并自动进行道路的计算和修正前进路线。人工智能可以模拟人类的感官，视觉、听觉，甚至用味道来跟踪和识别物体。调谐系统可以用于几乎任何事物的判断。

互动人工智能。设置玩家或NPC的关系，单个NPC，大量NPC，单个玩家（或更多）用实体进行危险度判断，以此确立对其的感情，如仇恨、喜欢或恐惧。

战斗人工智能。人工智能的小队可以分享敌人数据或共同操作物品。 一个队员前去突击，其他的火力掩护。对目标的感知，感知其他人的移动或更换子弹。

I / O系统。灵活的I / O系统带来的前所未有的代码设计。

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9.起源的编程方式

完全应用于C++中，起源引擎的架构考虑到拓展性、灵活性和性能。Valve用起源引擎的代码来建立屡获殊荣的游戏，无需单独开发。这使您的开发人员把时间花在实现有趣的游戏设计，而不是从头开始。

多平台兼容（*Multi-platform）。兼容PC和Xbox360平台，从2005开始年代码库统一使用Microsof Visual Studio。

多核处理（*Multi-core）。起源引擎游戏利用PC和Xbox 360的多核心处理器均能够提供高性能的游戏体验。

通过编程监控工具监视场景

代码克隆（*Code Reuse）。容易和迅速建立新的游戏路线、人工智能行为、游戏对象，更以此作为Valve出发点的测试的基础程式。

完全控制（*Complete Control）。被授权人可以获得起源引擎代码库中的任意部分。

效率计算。以Valve发展的产品优势和自身优化。

监控（*Profiling）。利用Valve的现有的有用的工具进行视频监控，网络、游戏整体的业绩。

演示。Valve的GUI模仿Windows的控制界面，但其效果和起源引擎代码用途一致。

2007年的Hammer的载入界面

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10.音频系统

起源引擎包括一个功能强大的数字音频技术套件，创造游戏世界内充满活力的音乐。无缝地混合音效、对话，并加以配合衬托身临其境的超越现实的音乐效果。

螺纹声音引擎（*Threaded Sound Engine）。可以单独在多核系统的核心运行混音处理。

内存管理。可以异步加载声音、流媒体，缓存到一个固定的文件夹或预载文件。

环绕声。支持立体声、耳机、四声道和5.1甚至是7.1环绕声混音。

三维空间化。计算闭塞和阻塞的影响，依照距离和环境，使用自定义的三维空间化混响计算法。

数字信号处理器（*DSP）。一个可预设堆叠的用途广泛的DSP滤波器，包括混响、

开发人员可以监控游戏中的所有声音

合声、ADSR、低频振荡（低频振荡器），低通道、高通道、全通道滤波器。自定义或预设的DSP效果可以触发游戏中基础的声音环境。

音频格式压缩。起源支持无损预读取ADPCM、MP3播放*（*需要Miles音响系统）与XMA。这样可以不用创立音效文件，直接使用外来音效文件。

先进的预处理效果。声音设计师可以定制多普勒效应，频移、距离和其他多声道效果。16位44kHz，支持立体声和波形文件的所有功能。

波形文件实时拼接。一个简单的脚本系统可以让音频设计人员排出恰当的声音序列，利用波形文件制造宏大的声音场景。

Steam平台可以有效管理游戏

整体组合控制（*Overall Mix Control）。音频设计师可以使用建立的几个整体混合脚本以便游戏可以动态切换混音。以便突出对话场景的设置等其他动作。

声音脚本环境系统。VAudio设计者可以自定义脚本环境的事件随机、循环，以及基于玩家的空间位置触发的DSP效果。这也可以修改游戏逻辑的动态效果。

基础材料影响（*Material-based Effects）。音频设计师可以定义脚本来确立材料的具体影响，DSP参数可以设定物体摩擦、脚步声以及空间声音自动反射效果（*EXA）。

11.起源的网络技术

起源的多人游戏全世界都有百万家在同时测试，每月全世界多人游戏超过90亿分钟。 起源多人连接提供方便的服务器查看和朋友即时信息。可以预先查看所有在线服务器的流量和延迟，以及好友的所有动态，减少不必要的连接方面的麻烦。

服务器浏览器。显示所有活动的游戏服务器，任意由玩家选择。玩家可以过滤和排序服务器列表，以加快显示和选择服务器。

好友即时信息。允许玩家之间进行游戏，添加好友和与现在的好友进行游戏。好友间共享游戏信息。没有什么服务器可玩时可以选择和朋友聊天，管理系统让列表不会那么混乱。

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12.对主机平台的支持

起源提供了一个次世代的理想的游戏机发展环境平台，包括主流的Xbox 360。

资源转换（*Asset Conversion）。自定义工具，转换PC资源（地图，模型，贴图）到XBOX360兼容格式。

使用特殊装载机（*Xbox 360 Specific Loaders）。专有工具编写游戏数据转换成

定制格式，下载速度快、读取时间短。

跨平台游戏。多重网络的设计，让PC机和360平台可同台竞技，此外还可以简化平台的开发和测试环境中的问题。

集成Xbox LIVE代码。有丰富的兼容、界面和日志。

起源SDK

Valve专门制作的引擎开发用编辑器，提供给社会最好的工具和资源。引擎和SDK的源代码给你所有你需要的工具，以制作游戏，创造辉煌。

核心

引擎的第一个特点是模块化，带来可极高度的扩展性和简易的开发难度，可以轻松的制作各种类型的游戏。

第二个特点是开发者优化待遇（得到即可用）。自2004年以来，起源引擎开始面向第三方开发商。这是一种新的开发机制，开发商只需付一次授权费用，就可以获得起源引擎的最新版本及其后的所有更新，而不必二次付费。

第三，系统还专为第一人称和第三人称战斗游戏优化，不过也对任何的视角、任何的游戏类型提供支持。

第四，提供了对人物动画和AI的高级支持，这些AI拥有业界最先进的人工智能，带来令人喜爱、刁钻又有趣的盟友和敌人。

第五，拥有专利的渲染系统。可以创造美丽的世界、精密的物理和强大的音效，让玩家沉浸其中。这使开发人员不用在纠结于编程方面的问题，专注于内容的创新，“起源”让游戏业开启了全新游戏风格创作的大门。

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13.联机性能

“起源”的多人游戏平台——Steam支持世界上最大规模的联机游戏，包括《胜利之日：起源》、《反恐精英：起源》和《军团要塞2》，也是世界上最大的网上游戏文化聚集地之一。

“起源引擎”所制作的游戏原生支持强大的网络连接和多人游戏功能，包括支持高达64名玩家局域网和互联网游戏。引擎已集成服务器浏览器、语音通话和文字信息发送，开发者无需二次开发。

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以下是小编找到的起源引擎历代版本：

Source 2004/Protocol version 7，最初的起源引擎，应用于：Half-Life 2（半条命2）、Half-Life 2：Episode 1（半条命2：第一部）、Half-Life 2：Death Match（半条命2：死亡竞技）、Counter-Strike：Source（反恐精英：起源）、Half-Life：Source（半条命：起源）

Source 2007/Protocol version 14（Orangebox，橙盒），应用于：Team Fortress 2（军团要塞2）、Half-Life 2：Episode 2（半条命2：第二章）、Portal（传送门）、Day Of Defeat：Source（胜利之日起源）

Source 2009/Protocol version 15，橙盒的升级版，应用于：Left 4 Dead（求生之路）、Left 4 Dead 2（求生之路2）、Alien Swarm（异形丛生）

Source 2011，最新版本，应用于：Portal 2（传送门2） Counter-Strike：Global Offensive（反恐精英：全球攻势）

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以下是”爱喝粥“我所查到的起源引擎所开发的游戏：

Source:Valve开发：

• 异形丛生（Alien Swarm）（2010）

• 反恐精英：起源（Counter-Strike: Source）（2004）

• 反恐精英：全球攻势（Counter-Strike: Global Offensive）（2012）

• 胜利之日：起源（Day of Defeat: Source）（2005）

• 半条命：起源（Half Life: Source）（2004）

• 半条命死斗：次世代（Half-Life Deathmatch: Source）（2006）

• 半条命2（Half-Life 2）（2004）

• 半条命2：消失的海岸线（Half-Life 2: Lost Coast）（2005）

• 半条命2：死亡竞赛（Half-Life 2: Deathmatch）（2004）

• 半条命2：首部曲（Half-Life 2: Episode One）（2006）

• 半条命2：二部曲（Half-Life 2: Episode Two）（2007）

• 传送门（Portal）（2007）

• 传送门2（Portal 2）（2011）

• 军团要塞2（Team Fortress 2）（2007）

• 求生之路（Left 4 Dead）（2008）

• 求生之路2（Left 4 Dead 2）（2009）

• 半条命：爱莉克斯（Half-Life: Alyx）（2020）

其他开发者游戏：

• 吸血鬼之避世–血族（2004）

• 盖瑞模块（2004）

• 原罪前传：浮现（2006）

• 魔法门之黑暗弥赛亚（2006）

• 致命冲突 Online（2008）（原名：STING, 其他地区称为K.O.S: Secret Operations）

• 玛奇英雄传（2010）

• 噩梦屋2（2010）

• 核子黎明（2011）

• 黑色高地（2012）

• 反恐精英2 Online（2013）

• 史丹利的寓言（2013）

• 绝望深渊（2013）

• 暴动（2014）

• 西部镖客大战（2014）

• 泰坦陨落（2014）

• 发送门故事：梅尔（2015）

• 泰坦降临2（2016）

• 基建危机（2016）

• 耻辱之日（2017）

• Apex英雄（2019）

Source 2：

• Dota 2（2015年由Source引擎移植而来）

• 实验室（The Lab）（2016）

• Artifact（2018）

• 刀塔霸业（Dota Underlords）（2020）

• 半条命：爱莉克斯（2020）

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——文章大量资料来源于网络，由于不同的大佬们对引擎有不同的解读，，UP选取的时候也有自我的折中，如果真的有哪些地方写的有问题，也请观众们指正出来，然后狠狠的批评我这个无知小编。