借引擎之力，紓開發之困 ：AR/VR應用開發者的神助攻
“登高而招，而見者遠；順風而呼，而聞者彰。”
兩千多年前的荀子就已經洞察出學習應該有的方式與技巧：借力。現在，AR/VR應用的開發是一項艱巨而且極度復雜的工作，此時的開發引擎便如山、如風被開發者所借，才承托起AR/VR應用高速迭代，行業應用場景不斷推陳出新的景象。
諸多AR/VR引擎的前身是傳統3D引擎，但是在VR插件的幫助下，實現了左右分屏渲染、陀螺儀、位置跟蹤等API。隨著 AR/VR 產業鏈的發展，用戶對于應用內容需求質數雙量的不斷提升，AR/VR專用引擎也已經開始出現。引擎，這種底層代碼的封裝極大地加快了開發者內容開發效率，降低了內容開發學習成本。
但，如此巨大的市場擺在面前不免吸引大小廠商瘋狂入場。各式各樣的開發引擎也讓開發者無所適從，使用錯誤的開發引擎非但不能提高開發效率，反而會被不合適的引擎拖累。筆者今天深度分析市面上數款開發引擎從性能、功能性、行業場景適用性等特點與角度，為開發者撥開引擎選擇的層層迷霧。
Unity 3D
讓開發者輕松創建三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內容的多平臺綜合型開發工具Unity 3D 是一款全面整合的專業開發引擎。編輯器兼容Windows 、Mac OS等運行環境，成品在Windows、Mac、Wii、iPhone、Windows phone 8和Android平臺均可發布。Unity從之前的默默無聞到現在的風靡全球離不開它優秀的跨平臺表現、界面易用性、上手速度快等特點。在所有暢銷移動游戲中，幾乎三分之一都是使用Unity 技術開發，游戲應用成了 Unity 3D 的最主要應用場景。
但隨著全球VR產業的興起，Unity逐步將重心調整至滿足VR游戲開發人員的開發需求。比如為VR和增強現實設備增添了“高度優化”渲染管道。同時也增添了對Oculus Rift HMD的原生支持。在Oculus Rift交付之初中的數十款可玩游戲中的16款是使用Unity技術研發的。不僅如此，HTC、SONY PS VR、Samsung Gear VR甚至是微軟的Hololens平臺的開發者對于Unity 技術同樣需求巨大。考慮到商業應用方面VR的巨大潛力，VR游戲已經成為當下Unity主推的重要功能之一。
6月15日Unity宣布和騰訊云合作推出Unity游戲云 (Unity Connected Games)，從在線游戲服務、多人聯網服務和開發者服務三個層次打造一站式聯網游戲開發平臺,支持沉浸式VR、數字孿生等新興領域。
Unity 在2月所發布的 《2020年商用AR/VR熱門趨勢報告》 中說道：2020 年將是商用 AR 和 VR 技術的轉型之年。不難看出，Unity或將在AR/VR領域給予產品及開發者更多投入。
Unreal
既然說了Unity就必然要說到與它相愛相殺的Unreal。兩者都推出了專門針對VR優化的新版本引擎，伴隨著VR產業的崛起，具有相似功能與應用場景的兩者風云角逐、你死我活。
與 Unity 一樣，Unreal（UE）是Epic公司開發目前世界最知名、授權最廣的頂尖游戲引擎之一，據說占有全球商用游戲引擎八成的市場份額，比如很火爆的“吃雞”游戲就是用UE開發出來的。
UE由于渲染效果強大以及采用PBR物理材質系統，它的實時渲染效果可以達到類似Vray靜幀的效果，強大的功能性成為全球開發者最喜愛的引擎之一。
Unreal為了進一步吸引開發者加入UE陣營，采取免費下載策略，在讓利策略驅動下取得了顯著效果。近幾年來，UE引擎已成為許多VR游戲體驗致勝的法寶。免費、開源、畫質全球數一數二、跨平臺、熱更新、商城……等等海量獨有或者更加優秀的功能與特性使得Unreal虜獲全球大批擁躉。
6月，Unreal簡化開發工具Optim，推出VR與PC聯機功能，簡化Unreal項目開發流程，并提供各種快捷的開發工具包。
現在的UE已經不僅僅將自己束縛于游戲領域，事實上其實時交互和渲染功能非常適用于各種非游戲應用的項目，包括汽車、航空、建筑、消費電子產品和復雜數據可視化，融合了DataSmith的Unreal Studio版本則是Epic官方發布的針對于建筑和產品設計行業，能夠將CAD和3ds Max數據快速導入，大幅度縮短迭代時間的劃時代工具。
CryEngine
CryEngine游戲引擎（CE）是由德國Crytek公司研發，旗下工作室“GMBH”優化、深度研究的游戲引擎。在某種方面也可以說是CEinline的進化體系。CE具有許多繪圖、物理和動畫的技術以及游戲部分的加強，世界游戲業內普遍認為性能堪比UE，《孤島危機》系列和《羅馬之子》的視覺表現已經征服了全世界。在2016 GDC游戲開發者大會上，Crytek正式公開了其最新研發的CryEngine 5便已全面支持VR開發，并且開源免費。
CE在3D技術方面有著優秀的自身經驗，加上引擎渲染能力和高幀數高分辨率速度，讓CryEngine能夠提供非常真實的視覺效果，這對于VR體驗來說是保證視覺效果體驗的堅實基礎。
前不久，英國ShopTo上架后又迅速下架吊足全世界玩家胃口的大作《掠食 VR》便是由CryEngine開發，《掠食 VR》在宇宙恐怖氛圍的塑造上時至今日依然十分出色，由此可見CE作品的視覺表現力。
Nibiru Studio
這款引擎和其他的都不一樣，自主研發、XR專用、可視化、低功耗是它的標簽，它不是由哪個傳統引擎通過加裝的方式而支持XR，它自誕生以來便是為XR應用而生。另外就是應用行業與場景的不同， Nibiru Studio針對的不是游戲或同類別場景， 而是面向航天、電力、大工業、資源、運輸、氣候等國家級重要領域，廣闊應用場景加持已經有諸多項目落地。
行業與應用場景決定了產品的特點，也決定了我們今天提到的引擎和它都不構成直接競品關系。引擎中最為推崇的渲染性能在這里不常被提及，反而易用性、易維護性、穩定性、功能完善性、低功耗、高安全性、資源利用率、跨平臺屬性、專用性等特點反而成為Nibiru Studio 斬獲國家級用戶及訂單的利器。
Nibiru Studio 使用Java 開發語言，可視化 3D GUI編輯器，Android Studio 無縫銜接，拒絕 XR 應用開發過程中的重復操作，重塑效率。Windows , Android , Linux等系統跨平臺運行。針對XR功能與場景已封裝好完整專業控件，供開發人員隨時調用，效率極高。Nibiru Studio 生成的應用已運行于全球數百萬部 AR/VR 一體機設備。全面發掘 AR/VR 技術潛力、延伸AR/VR 技術應用。
StingRay
多年前Autodesk在洛杉磯舉辦的SIGGRAPH2015上也發布了新游戲引擎“Stingray”，是以收購的瑞典公司Bitsquid開發的，以輕量作為賣點的“Bitsquid”引擎為基礎開發出的。2014年“Bitsquid”曾使用于《圣鎧傳說》及《戰錘：末世鼠疫》，從這兩款作品來看，視覺效果并不甚理想。
在“Bitsquid”基礎上加入Autodesk收購的GI及動態照明的“Beast”、Full body IK角色動畫的“HumanIK”及敵方角色等AI的“Gameware Navigation”(舊Kynapse)，GUI的“Scaleform Studio”(舊Scaleform GFx)，將這些組合之后，正是這款“Stingray”。
“Stingray”是通用實時引擎，它和“虛幻引擎”一樣有望適用于游戲以外，尤其在建筑領域。畢竟場景制作的工作不論在哪個行業的哪個領域都是有類似之處的，將觸角拓展到建筑等傳統領域，對游戲領域來說也會有諸多積極正面的推動與影響。
jMonkeyEngine
jMonkeyEngine（jME）是一款全部采用Java語言編寫的游戲引擎，繼承了Java應用跨平臺的特性，而且是開放源代碼的，遵循BSD開源協議，而不必擔心版權問題。jMonkeyEngine也被稱為是一款適合冒險的Java開發人員的3D游戲引擎。
?jME封裝了OpenGL，提供一個完整強大的高性能工具包,使3D游戲的開發變得容易。jME提供所有常規手段來模擬燭光、陽光、閃光和全局光照，陰影效果用類似PSSM和SSAO等技術實現。材質系統完全基于染色器(Shader)技術實現，采用稱為Shader Nodes的創新設計來將染色器超級模塊化，使其能夠在可視化編輯器中進行編輯。當然，你依然可以手動編寫染色器代碼。
jME3使用后置處理器、濾鏡以及粒子發射器等技術，能夠實現多種多樣的特效，比如水面、霧化、光照散射、爆炸特效等。
ArToolKit
對于開發一個AR應用程序來說，最具難點的部分莫過于實時將虛擬圖像覆蓋到用戶視口，并且和真實世界中的對象精確對齊。ARToolKit 提供快速和準確的標記跟蹤，能夠讓開發者快速的開發出更有趣的AR應用。ARToolKit 包含了跟蹤庫和這些庫的完整源代碼，開發者可以根據平臺的不同調整接口，也可以使用自己的跟蹤算法來代替它們。Artoolkit解決了增強現實中的兩個關鍵問題：視點跟蹤和虛擬對象交互。
目前來說，ARToolKit支持自然圖片/Marker/2D BarCode的識別。自然圖片處理：這個應用比較廣泛，對用戶的限制也會小很多，不過最好使用一些特征比較明顯的圖像效果會更好。Marker/MultiMarker：這是一種經過特殊處理的圖像，需要在邊緣包裹兩層，最外側是包裹了白色/淺色邊緣，內側是包裹了黑色邊緣，用以提高識別度，同時也方便計算Pose(因為可以直接提取邊緣來計算Pose)。2D BarCode：就是二維碼，這個比較常見。
另外ARToolKit目前支持的渲染引擎是OSG(OpenSceneGraph)，不過版本比較低。當然，你也可以使用OpenGL ES進行繪制，畢竟我們只需要獲取到了MVP矩陣，理論上繪制部分是可以完全分開的。
AR/VR是一項注重體驗的技術，所以現在的VR應用項目，大部分都是以強烈的畫面沖擊感為主要指標。在這種趨勢引領下，高渲染效果引擎自然受到開發者的獨特青睞。但是對于國家級關乎民生的大型項目而言，則更加偏向于引擎的穩定性、功耗、功能完整性、可維護性等產品本身核心性能參數。
對于開發難度而言，上手快，界面易用，相關開發鏈上無論是資源還是插件都完善，就開發效率層面來說，則更勝一籌。畢竟有些引擎剛推出不久，擴展資源不夠豐富，對開發者會造成一定的不便。而有些引擎工作流程復雜，學習難度大，硬件要求高，這就需要開發者有一定深度的理解才能完全發揮出性能，開發難度較高。
隨著AR/VR的進一步發展，各大引擎廠商也逐漸在市場中找準自己的位置。但是開發者選擇一個引擎要考慮的因素卻是相當復雜的，成本、性能、上手難度、技術支持、渲染效果、能耗等等太多。而開發引擎的選取對于開發效率等因素又具有決定性的影響，所以開發者要切實分析自身需要，綜合各引擎特點選取最適合自己的引擎。
君子性非異也，要善假于物也！
電科技專注于TMT領域報道，青云計劃、百+計劃獲得者。榮獲2013搜狐最佳行業自媒體人稱號、2015中國新媒體創業大賽總決賽季軍、2018百度動態年度實力紅人等諸多大獎。
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