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游戲技術的誕生是20世紀50年代人工智能領域推進、驗證創新性理論的‘副產品’,是一個‘美麗的意外’。  電
“游戲技術的誕生是20世紀50年代人工智能領域推進、驗證創新性理論的‘副產品’,是一個‘美麗的意外’。”
“電子游戲突出的趣味屬性掩蓋了它的科學屬性,所以游戲技術長期為人們所忽視。”
“2020年游戲技術對我國芯片產業的技術進步貢獻率大約為14.9%;對于5G和XR(VR/AR),游戲技術的科技貢獻率達46.3%和71.6%。”
——選自《游戲技術——數實融合進程中的技術新集群》
7月21日,由中國音像與數字出版協會指導,中國音數協游戲工委、中國游戲產業研究院主辦的“數實融合進程中游戲的科技生產力”游戲科技主題論壇在紹興舉辦。在本次論壇上,中國游戲產業研究院、中國科學院自然科學史研究所王彥雨課題組共同發布了《游戲技術——數實融合進程中的技術新集群》報告。
在這份研究報告中,通過回顧游戲技術與相關前沿技術近半個世紀的發展歷程,研究團隊嘗試對游戲技術進行獨立分析,并首次明確提出了游戲技術的定義與內涵,并基于此嘗試對游戲技術在推動芯片、5G以及XR擴展現實等前沿科技領域科技進步中的貢獻率進行量化評估。
“‘十四五’規劃綱要和《‘十四五’國家信息化規劃》明確提到,要加快數字經濟、數字技術的發展,進而推動數字中國建設進程的加速。”中國音像與數字出版協會常務副理事長兼秘書長敖然在發布報告時談到,游戲產業作為數字經濟重要組成部分,重新審視游戲技術,不僅能進一步釋放游戲技術的價值, 也能更好地引導相關產業的健康可持續發展,具有重要的研究和現實意義。
(《游戲技術-數實融合進程中的技術新集群》報告)
從科技發展史入手,首次定義“游戲技術”
“長久以來,電子游戲顯著的趣味屬性,掩蓋了游戲技術的科學屬性,使得游戲技術長期為人們所忽視。”課題組負責人王彥雨介紹道,為了能進一步揭示游戲技術與前沿科技共生發展的緊密關系,通過系統梳理游戲技術半個多世紀的發展歷程,研究團隊形成了游戲技術的知識圖譜,提出游戲技術“科學時期”、“產業時期”和“社會時期”三大發展階段,并首次嘗試歸納了游戲技術的定義和內涵。
根據研究團隊的定義,“游戲技術”指的是在電子游戲中首次實現規模化應用,以豐富和提升人的交互體驗為主要目標的技術集群。游戲因其可交互、高仿真、強沉浸、實時渲染等技術特征,正在逐步被應用到社會經濟的多個領域,成為推進數實融合發展的重要技術工作箱。
王彥雨表示,之所以提出并定義“游戲技術”概念,一方面是因為,長期以來,游戲技術這樣一個重要且有著突出貢獻的技術門類,一直被社會各界所忽視;另一方面,面向未來,希望能系統展現游戲技術在人機交互和敘事交互領域的優勢,充分發揮其在數字社會建設和數實融合發展進程中的重要價值。
游戲技術的誕生, 是人工智能和計算機科學研究的“副產品”
電子游戲的發展與前沿科技的關系,遠比我們想象得要深。研究發現,電子游戲幾乎和計算機科學同時誕生。1946年計算機誕生,1947年計算機先驅、人工智能研究之父圖靈就在論文中提到人工智能研究與游戲的關系,認為棋類游戲是展示機器“思維”能力的重要場域,并且寫了一個當時的計算機還無法運行的“游戲規則”代碼——國際象棋程序。
(最早的“游戲規則”代碼由圖靈寫成)
當時的電子游戲,因其具有明確的規則、嚴格的邊界以及強博弈性等特性,天然地成為研究和驗證人工智能的重要工具。在圖靈之后,隨著人工智能研究領域愈發成熟,先后出現了啟發式搜索法、棋步剪枝法等人工智能新發展,與之相適配的電子游戲形態的科研成果也逐漸增多,出現井字游戲、網球游戲、國際象棋、跳棋等電子游戲的早期雛形。
1962年出現了第一款非研究屬性的電子游戲——《Space War!(太空戰爭)》,一般意義上的電子游戲正式誕生,這是計算機科學與人工智能研究過程中的一次有趣意外。“要知道,電子游戲最早的硬核玩家,其實都是實驗室里的科學家。”王彥雨介紹道,計算機和人工智能為電子游戲帶來了更為豐富的內容變化和趣味體驗,作為休閑而不是科研的電子游戲自此以后開始流行于美國計算機科學相關研究的各大高校和科研院所師生之間。電子游戲與計算機科學這種一體兩面的關系,在實驗室里保持了20余年,這一階段即是游戲技術的“科學時期”。
游戲技術是許多前沿技術革新發展的天然“孵化器”
1972年,第一款家用游戲機出現,電子游戲的娛樂屬性逐漸被釋放出來。隨著互聯網,尤其是移動互聯網的快速發展,電子游戲迅速成長為全球最重要的數字內容產業,成為我們日常生活的重要組成部分。與之相關的技術體系也開啟了獨立化進程,游戲技術因此進入“產業時期”。
基于龐大的用戶基數,以及對算力、圖像顯示、網絡帶寬的極致追求,在這一時期,游戲成為一個巨大的技術磁場。一方面,它不斷吸納其他領域的新技術。幾乎每一次科技浪潮,都在重塑游戲的生態面貌;另一方面,游戲也反向推動著許多前沿科技的革新與發展,成為芯片、5G等許多前沿技術的“天然孵化器”和“試驗田”,游戲行業也在此期間也積累了大量獨特的技術能力。
像在硬件領域,游戲為CPU、GPU等半導體集成電路產業領域創造了需求,直接催生了像英偉達這樣的全球頂級芯片公司;在軟件領域,游戲開發直接促進了3D內容制作平臺、游戲引擎和云渲染的蓬勃發展,為虛擬現實乃至虛實融合打牢地基;在移動通訊領域,游戲對高帶寬和低延遲的強追求,成為普及以5G為代表的高速網絡的核心驅動力。
報告也首次嘗試將游戲技術對其他數字產業及相關技術體系的驅動力進行了量化分析。通過引入和測定行業科技進步貢獻率、游戲技術知識圖譜與其他產業技術知識圖譜的關聯系數等變量,結合國家統計局、相關部委、行業協會的公開統計數據,研究團隊發現,2020年,游戲技術對我國芯片產業的技術進步貢獻率約為14.9%;而對于5G和XR擴展現實這兩個數實融合時代的重要基礎設施,游戲技術的科技貢獻率更是高達46.3%和71.6%。由此可見,游戲技術已經成為推動科研創新發展的重要動力來源之一。
游戲技術正在成為數實融合發展的重要“工具箱”
近年來,伴隨著數字經濟的快速發展,這些游戲技術也突破傳統的游戲場景,開始被運用到數字文保、工業仿真、智慧城市、影視創作等越來越多不同的領域中。這一時期被研究團隊定位為“社會時期”,游戲技術開始走出游戲產業,成為推動不同產業數字化轉型,走向數實融合、構建數字孿生體的核心工具,開始在更大范圍內創造出更大的社會經濟價值。
論壇上,來自騰訊、波克城市、趣加等企業的代表,以及科技日報、中國貿促會研究院、中國傳媒大學的專家學者也分享了多個游戲技術的創新應用案例。
像在航天航空領域,騰訊互娛研發效能部副總經理李從兵談到,基于自研游戲引擎能力,目前,騰訊正與南航翔翼共同研發國產全動飛行模擬機視景軟件系統,以數字化助力國產全動模擬機研制,加速中國民用航空領域的技術突破和發展。
(游戲技術助力攻克研發國產全動飛行模擬機)
在醫療衛生領域,波克城市副總經理張韜介紹,目前他們正嘗試將游戲運用到兒童弱勢患者的治療中。除此之外,憑借其圖形可視化強、反饋感強等方面的優勢,游戲技術也被逐漸運用到醫療人才培養中。
在智慧城市領域,借助游戲引擎高效的動態渲染能力和交互支撐能力,技術人員可以建立城市物理空間的數字孿生鏡像,為城市的規劃仿真、運行管理、防災減災、社區智能管理等提供支持。
在數字文保領域,游戲技術為文化遺產活化創新提供了新動能。通過對文化遺產的高精度采集和數字化建模,在屏幕中“實景復制”文化遺產的外觀和細節,這不僅能夠幫助專業人士對文化遺產進行后續的維護和修繕,也為大眾提供了一個低門檻、沉浸式體驗文化遺產的窗口。
報告稱,很長一段時間,當大眾談論游戲的時候,主導話語的往往是情緒而不是觀點,是道德焦慮而非理性分析。這種情緒性的價值判斷,不利于我們真正理解游戲及其背后技術的全貌。
此次中科院研究團隊嘗試從科技創新的角度來重新審視游戲技術,不僅將有助于全社會重新認識游戲產業所蘊含的技術創新價值,也能更好的發揮游戲技術在數實融合發展進程中的關鍵作用,并為數字技術的系統研究提供了一種全新視角。