什么是游戏引擎呢？不知道大家是否用过Photoshop，通过Photoshop所提供的图形编辑工具，我们可以轻松快捷的制作出想要的图像。
在游戏的制作过程中，游戏引擎就扮演这个角色。游戏引擎提供了制作一款游戏所需要的各种工具，大大提升了制作效率，降低了制作难度，让很多非专业工作者在经过短暂的培训后就能上手开干。
1. 游戏引擎并非与电子游戏同时诞生，在游戏制作的早期阶段，游戏工作者是没有一套实用的游戏制作工具供他们使用的，他们需要从最底层开始搭建整个游戏框架。很明显，这样做法很不经济，效率也相当低下。
在上世纪90年代，一些游戏公司发现，在打造自己的游戏过程中，所制作的一些游戏工具其实可以通过授权的方式分享给其他游戏公司，尤其对于同一类型的游戏，虽然最终的游戏内容五花八门，但制作游戏所需的基本工具是大同小异的。
因此不少优秀的游戏公司将自己的游戏制作工具共享出来，如今主流的Unreal游戏引擎系列就是源于1992年Epic Games发布的一款经典射击游戏《德军司令部》，现在Unreal游戏引擎已经发展到了第四代，是制作大型复杂3D游戏的主流工具。
2. 不过目前应用最多的是一款名为Unity 的游戏引擎。公司成立于2005年，与Epics Games不同，Unity一来就打算制作一款通用的游戏引擎。如今，Unity已经是市场占有率最高的游戏引擎，达到50%。这是由于Unity顺应了手游市场的兴起，现在绝大部分手机游戏制作都使用的是Unity。
在国内的2D手游市场中，成立于2009年的Cocos也有举足轻重的地位，2020年，国内近一半的手游都是基于Cocos的工具开发的。
3. 从以上游戏引擎的市场占比可以看出游戏引擎产业已经经过多轮优胜劣汰，具有较高的产业集中度。我们可以认为，经过了20多年的发展，游戏引擎产业已经渡过了中局阶段，领跑者有明显的优势。
那么有没有可能半路*出一匹黑马，实现产业颠覆呢？要回答这个问题，我们需要了解现有游戏引擎的核心竞争力在哪儿。
4. 首先，虚拟世界对真实世界基础物理规则的还原是无止境的，只能无限接近，不可能完全模拟。
真实的物理世界是由原子组成，除非未来计算机能够模拟无数原子的运行，否则虚拟世界永远是对真实物理世界模块化的拟真。
这就好比用一台配有26个字母键盘的电脑敲打出的一篇文章，如果让一位模仿者只能用500个常用英文单词再写一遍，两篇文章大意肯定是一样的，但细节就会有偏差。
举例来说，我们生活中最常见的水，在不同的游戏引擎下，效果差别很大，里面涉及到水的物理特性、水波的传递方式、波浪所导致的光线折射、海浪拍打在石头上的水花应该如何模拟等等。
以目前投资成本最高、制作水平最为精良的游戏《荒野大镖客2》来看，还是能明显感觉游戏中对水面的模拟与真实世界存在较大的差距，尤其是在运动状态下的海浪是非常失真的。
5. 所以游戏引擎所需要做的就是不断扩张自己“单词库”，也就是尽可能多地对现实世界中各种不同的基础场景进行模拟。当然我们强调未来的游戏一定符合“物理世界的坍塌，社会关系的永存”的规律。但这与游戏引擎所需要做的并不矛盾，因为即便是脑洞大开的虚拟世界，液态就该有液态样子，固体也应该遵循固体的物理法则。
除了前文提到的水，还有毛发、物体碰撞、甚至空气扰动等基础物理场景需要游戏引擎去模拟。对这些物理规则的模拟往往是游戏引擎公司经过数十年时间逐渐积累起来的。新入局者需要从0开始，很难形成对巨头的挑战。
6. 游戏引擎之间的另一大区别在于渲染能力。简单来说，渲染就是给游戏中的世界上色。渲染的终极目标和上述的物理规则是一样的，都是设法让虚拟世界中的色彩更加逼真。
渲染其实是个高难度的活儿，真实世界中，物体的形状、材质、光源、以及光线的反射和折射都会影响物体颜色变化。
我们可以想象在拉斯维加斯灯红酒绿的大街上，一辆炫酷的跑车驶过。在这个场景中，跑车上的颜色取决于哪些方面呢？
首先是跑车本身的颜色，其次是不同位置、不同颜色的路灯、建筑、路人的反射，还要考虑跑车金属车壳所带来的特殊光泽、车身各位置的曲率、阴影等等，并且跑车正在行驶，所有的光线变化还需要动态调整，可见这一切都要被虚拟出来，难度是相当大的。
7. 从渲染技术的发展历程上看，目前刚刚度过了原始阶段。2018年以前，主流的渲染方式为“光栅化技术”，这种技术本质上是将预先计算好的颜色、光线、阴影以贴图的形式贴到物体表面，但这其实并不符合现实中光线的传播方式。
光线追踪技术最早于20世纪70年代末提出，这项技术模拟现实中光线的运动轨迹，会计算视点发出的每一根光线在物体表面反射、折射的情况，来相对准确地还原物体的光学效果。这项技术随着2018年英伟达推出支持光追的硬件设备变成了可能。
在2019年的GTC大会（英伟达举办的前沿技术会议）上，NVIDIA宣布，将与两大游戏引擎开发商EPIC和Unity展开深度协作，在Unreal和Unity游戏引擎中，加入对光追的原生支持。
游戏引擎的发展与硬件的不断迭代是密不可分的，领先的游戏引擎公司能够与英伟达和AMD等硬件企业产生深度合作，第一时间将新技术应用到自己的引擎中。
随着未来VR游戏的逐渐普及，玩家对游戏中的画质、拟真度还会提出更高的要求。一方面，游戏引擎中的巨头们将继续建立竞争优势，保持领先地位。另一方面，面对纷繁复杂的现实世界，游戏引擎现在能模拟出的虚拟世界还很粗糙，在现实虚拟化这条路上，我们其实才刚刚开始。
