1.2 游戏图像及游戏美术技术的发展

游戏美术行业是依托于计算机图像技术发展起来的领域，而计算机图像技术是计算机游戏技术的核心内容，决定计算机图像技术发展的主要因素则是计算机硬件技术的发展。从计算机游戏诞生之初到今天，计算机图像技术基本经历了“像素图像时代”“精细二维图像时代”“三维图像时代”3个发展阶段。与此同时，游戏美术技术伴随着计算机图像技术的发展经历了“程序绘图时代”“软件绘图时代”“游戏引擎时代”3个对应的发展阶段。下面我们就来简单讲解游戏图像及游戏美术技术的发展。

1.2.1 像素图像时代/程序绘图时代

在计算机游戏发展之初，受硬件的限制，计算机只能用像素来显示图形画面。所谓“像素”，就是用来计算数码影像的一种单位，如同拍摄的照片一样，数码影像也具有连续的浓淡色调。我们若把影像放大数倍，会发现这些连续色调其实是由许多色彩相近的小方点组成的，这些小方点就是构成影像的最小单位——像素（Picture Element，Pixel）。

由于计算机分辨率的限制，当时的像素画面在今天看来或许更像是一种意向图形，因为如今再看这些画面，已很难分辨出它们的外观，这些像素画面更多的是用来代表某种事物。一系列优秀的游戏作品在这一时期诞生，其中有《创世纪》系列，有国内第一批计算机玩家较早接触的《警察捉小偷》《掘金块》《吃豆子》，还有动作游戏《波斯王子》的前身《决战富士山》。大宇公司于1987年在苹果平台上制作的《屠龙战记》，是最早的中文角色扮演游戏（Role-Playing Game，RPG）之一。

由于技术上的诸多限制，在这个时代，游戏的显著特点就是在保留完整的游戏核心玩法的前提下，尽量简化其他一切美术元素。游戏美术技术此时处于程序绘图时代。所谓的程序绘图时代，大概就是从计算机游戏诞生之初至MS-DOS发展到中后期这个时间段。之所以将其定义为程序绘图，就是因为最初的计算机游戏图像技术落后，加上游戏内容的限制，游戏图像绘制工作都由程序员完成，游戏中所有的图像均为程序代码生成的低分辨率像素图像，而计算机游戏制作行业在当时还是一种只属于程序员的行业。

随着计算机硬件的发展和图像分辨率的提升，游戏画面相较于之前有了显著的提高，像素图形再也不是大面积色块的意象图形，这时的像素有了更加精细的表现。尽管用今天的眼光来看，我们仍然很难接受这样的图形画面，但在当时看来，一个属于计算机游戏的辉煌时代正悄然来临。

计算机硬件和图像分辨率的提升带来的是创意的更好呈现，游戏研发者可以把更多的精力放在游戏规则和游戏内容的体现上。也正是在这个时代，不同类型的计算机游戏纷纷出现，并确立了计算机游戏的基本类型，如ACT游戏、RPG、冒险游戏（Adventure Game，AVG）、策略游戏（Simulation Game，SLG）、即时战略（Real-Time Strategy，RTS）游戏等，这些概念和类型的定义如今仍在使用。而这些游戏类型的代表作品也都是在这个时代产生的，像AVG的代表作《猴岛小英雄》、《鬼屋魔影》系列、《神秘岛》系列；ACT游戏中的《波斯王子》《决战富士山》《雷曼》；SLG中的《三国志》系列、席德·梅尔（Sid Meier）开发的《文明》系列；RTS游戏中的《魔兽争霸》系列（见图1-5）及Westwood公司的《命令与征服》系列。

随着种种因素的升级与变化，这时的计算机游戏制作流程和技术也有了进一步的发展，计算机游戏不再是最初仅仅遵循简单的规则去控制像素色块的单纯游戏。技术的整体提升使计算机游戏制作需要满足更为复杂的内容设定要求，在规则与对象之外甚至需要剧本，这也使得整个游戏需要更多的图像内容来保证其完整性。在程序员不堪重负的前提下，便衍生出了一个全新的职业角色——游戏美术师。

关于游戏美术师，通俗的说法是计算机游戏中所能看到的一切图像元素的制作都属于游戏美术师的工作范畴，其中包括地形、建筑、植物、人物、动物、动画、特效、界面等。随着游戏美术师工作量的不断增大，游戏美术又逐渐细分为原画设定、场景制作、角色制作、动画制作、特效制作等不同的工作。此时虽然游戏美术已经有了如此细的分工，但总体来说游戏美术仍旧是处理像素图像这样相对单一的工作。

1.2.2 精细二维图像时代/软件绘图时代

1995年，微软公司的Windows 95操作系统问世，这在个人计算机（Personal Computer，PC）发展史上具有划时代的意义。在Windows 95操作系统诞生之后，越来越多的DOS游戏陆续推出了Windows版本，越来越多的主流计算机游戏公司相继停止了DOS平台下游戏的研发，转而投入Windows平台下的图像技术研发和游戏开发。这个转折时期的代表游戏就是暴雪公司的《暗黑破坏神》（Diablo）系列，其精细的图像、绝美的场景、华丽的游戏特效，在很大程度上要归功于暴雪公司对于微软公司应用程序接口（Application Programming Interface，API）DirectX技术的应用。

在计算机图像技术继续迅猛发展的大背景下，像素图像技术日益进化和升级。随着计算机图像分辨率的提高，计算机游戏的分辨率从最初DOS时期的480像素×320像素，发展到Windows时期的640像素×480像素，再到后来的800像素×600像素、1024像素×768像素等。游戏的画面日趋华丽、丰富，同时游戏中加入了更多的图像特效技术。这时的像素图像已经精细到肉眼很难分辨其图像边缘的像素化细节，最初的大面积像素色块的游戏图像被华丽、精细的二维游戏图像所取代。从此，游戏画面进入了精细二维图像时代。

RPG在这时呈现出了前所未有的百花齐放的局面，欧美三大RPG——《创世纪》系列、《巫术》系列和《魔法门》系列，广受玩家的好评。而这一系列经典的RPG从Apple Ⅱ转战PC平台后，更是受到各大游戏媒体和全世界玩家的交口称赞。广阔而自由的世界，传说中的英雄，丰富多彩的冒险旅程，志同道合的伙伴，正是这些元素和极强的带入感把大批玩家拉入RPG的“世界”中，和故事的主人公一起冒险。

这一时代的中文RPG也引领了国内游戏制作行业的发展，从早期的《屠龙战记》开始，到1995年的《轩辕剑外传：枫之舞》和《仙剑奇侠传》（见图1-6），国产中文RPG经历了一个前所未有的发展高峰，吸引了大量玩家投入其中。而其中的佼佼者《仙剑奇侠传》则通过中华优秀传统文化的深厚内涵、极具个性的人物、出色的剧情、动听的音乐在玩家心中留下了一个几近完美的中文RPG的印象。

这时的游戏制作不再是仅靠程序员就能完成的工作了，游戏美术师的工作量日益增加。游戏图像从先前的程序绘图时代进入软件绘图时代，游戏美术师逐渐成为游戏图像开发必不可少的重要岗位。游戏美术师需要借助专业的二维图像绘制软件，利用自己深厚的艺术修养和美术功底来完成游戏图像的绘制工作。真正意义上的游戏美术场景设计师也由此出现，这也是最早的游戏二维场景美术设计师，以CorelDRAW为代表的像素图像绘制软件和后来的综合型绘图软件Photoshop逐渐成为主流的游戏图像制作软件。

由于游戏美术师的出现，游戏图像等方面的工作变得更加独立，程序员也有更多的时间来处理和研究游戏图像跟计算机硬件之间的复杂问题。在DOS时期，程序员最为头疼的就是和硬件设备打交道，简单来说，程序员写程序时不仅要告诉计算机做什么，还要告诉计算机怎么做，而针对不同的硬件设备，做法还各有不同。在Windows时期，对程序员来说，最大的好处之一就是API的广泛应用，这使编程变得更为简单。

1.2.3 三维图像时代/游戏引擎时代

1995年，Windows 95操作系统诞生。虽然Windows 95操作系统并没有太多的独创功能，但它把当时流行的功能较好地结合在了一起，让用户对计算机的学习和使用变得非常直观、便捷。计算机功能的扩充伴随的就是计算机的普及，而计算机普及的最大障碍就是不具备通俗易懂的学习方式和使用方式。Windows 95操作系统的出现改变了计算机枯燥、单调的形象，使其拥有了像画图板一样的图形操作界面。

1996年，3Dfx公司在计算机业界掀起了一场前所未有的技术革命风暴，使计算机进入了三维图像时代。3Dfx公司推出的Voodoo是计算机发展史上意义深远的一款3D加速显卡（见图1-7）。

拥有6MB EDO RAM显存的Voodoo尽管只是一块三维图形子卡，但它却不可思议地占领了约85%的市场份额。Voodoo的独特之处在于它对三维游戏的加速并没有降低其二维性能。在1996年的春天，计算机内存价格大跌，第一块Voodoo芯片上市，大受欢迎。1996年2月，3Dfx公司和Allinace半导体公司联合宣布，在API方面开始支持微软公司的DirectX。这意味着3Dfx公司使用Glide后计算机可以很好地运行Direct3D编写的游戏。

第一款正式支持Voodoo的游戏作品是《古墓丽影》。3Dfx公司在相继推出Voodoo2、Banshee和Voodoo3等几款非常受欢迎的产品后，几乎所有的三维游戏，如《极品飞车》《古墓丽影》《雷神之锤》等都基于Voodoo系列显卡进行了优化。

在微软公司推出Windows 95操作系统的同时，绝大多数主流图形芯片公司都有自己的API，如3Dfx公司的Glide、PowerVR公司的PowerSGL、ATI公司的3DCIF等。这混乱的竞争局面让软/硬件的开发效率大大降低，因此微软公司决定开发一套通用的业界标准。

对三维游戏的发展影响较大的公司是成立于1990年的ID Software公司，这家公司在1992年推出了游戏史上的第一款第一人称射击（First Person Shooter，FPS）游戏。这款FPS游戏并不是真正的三维游戏，限于当时的计算机技术，技术人员只能通过二维贴图、缩放和旋转来营造三维环境。虽然今天再看这款游戏显得很粗糙，但就是这款游戏带动了显卡技术的革新和发展。

1996年6月，真正意义上的三维游戏诞生了——ID Software公司制作的《雷神之锤》是计算机游戏进入三维图像时代的一个重要标志。在《雷神之锤》里，所有的背景、人物、物品等图形都是由数量不等的多边形构成的，这是一个真正的三维虚拟世界。《雷神之锤》中出色的三维画面在很大程度上得益于3Dfx公司的Voodoo加速子卡，这让游戏更为流畅，色彩也更加绚丽，同时让Voodoo加速子卡成了《雷神之锤》梦寐以求的升级目标。除了三维画面，《雷神之锤》在连网功能方面也得到了加强，由过去的4人对战增加到16人对战。TCP/IP等网络协议让玩家有机会和世界各地的玩家一起在互联网上共同对战。与此同时，ID Software公司还组织了各种比赛。可以说，正是ID Software公司和《雷神之锤》开创了当今电子竞技运动的先河。

《雷神之锤》系列作为三维游戏史上优秀的系列游戏，其创造者——游戏编程大师约翰·卡马克（John Carmack），对游戏引擎技术的发展做出了卓越的贡献，从《雷神之锤Ⅰ》到《雷神之锤Ⅱ》，再到后来的《雷神之锤Ⅲ》，《雷神之锤》系列的每一次更新换代都把游戏引擎技术推向了一个新的高度。这一时期，Epic公司开发的Unreal引擎问世，两年之内就有众多游戏公司与Epic公司签订了许可协议。Unreal引擎的应用范围不限于游戏制作，还涵盖教育、建筑等领域：Digital Design公司采用Unreal引擎制作了巴黎圣母院的内部虚拟演示；Zen Tao公司采用Unreal引擎为空手道选手制作了训练软件；Vito Miliano公司采用Unreal引擎开发了一套建筑设计软件，用于房地产的演示。如今Unreal引擎已经从激烈的引擎竞争中脱颖而出，成为主流的游戏引擎之一（见图1-8）。

从Voodoo到NVIDIA，再到ATI、Intel的发展，计算机图像技术进入了三维图像时代，而计算机游戏图像技术也翻开了新的篇章。此外，伴随着三维技术的兴起，游戏美术技术经历了程序绘图时代、软件绘图时代，最终迎来了游戏引擎时代。无论是二维游戏还是三维游戏，无论是RPG、RTS、AVG还是ACT游戏，哪怕是一个大小只有1MB的小游戏，都有一段起控制作用的代码，这段代码可以笼统地称为引擎。

随着计算机图像技术的发展，如今的游戏引擎已经发展为一套由多个子系统共同构成的复杂系统。从建模、动画到光影、粒子特效，从物理系统、碰撞检测到文件管理、网络特性，还有专业的编辑工具和插件，游戏开发过程中几乎所有重要环节构成的集合系统才是今天真正意义上的“游戏引擎”。过去单纯依靠程序、美工的游戏时代已经结束，以游戏引擎为中心的集体合作时代已经到来，这就是当今游戏技术领域所说的游戏引擎时代。

在精细二维图像时代，游戏美术师只负责根据游戏内容的需要，将自己创造的美术元素提供给程序员，然后由程序员将所有元素整合到一起，形成完整的计算机游戏作品。随着游戏引擎被越来越广泛地应用于游戏制作领域，如今的计算机游戏制作流程和职能分工也在逐渐发生变化。现在要制作一款三维计算机游戏，需要更多的人员和部门通力协作，即使是游戏美术的制作也不再是一个部门就可以独立完成的工作。

随着游戏引擎和更多专业设计工具的出现，游戏美术师的岗位要求呈现出专业化、高端化的特点，要求游戏美术师不仅要掌握更多的专业技术知识，还要广泛地学习与游戏设计有关的学科知识，并磨炼自己的美术基本功。