微軟這款硬核遊戲，是如何用技術建立了一個「真實的世界」？

最近幾周，各大視訊網站和遊戲論壇都被一款遊戲瘋狂刷屏：《微軟模擬飛行 2020》。

關注遊戲的朋友們應該對這款遊戲還有一些印象，去年 E3 遊戲展上微軟宣佈了這款在全世界大受歡迎的模擬飛行遊戲將於 2020 年迴歸。而微軟在當時 E3 上所展示出遊戲畫面讓所有人驚掉了下巴。

如果以往的模擬飛行遊戲只是對飛行的操作方式進行了模擬，那最新的《微軟模擬飛行 2020》則將畫面和細節做到了極致。並且微軟宣稱：「這款遊戲能帶抵達全世界任何真實存在的地方。」此話一出，立即在遊戲界引起軒然大波，無數玩家對於這款遊戲報以非常大的期待，該遊戲甚至榮膺「2020 最受期待遊戲」榜單第一名。

該遊戲的首席工程師也在去年表示：為了完成這樣一款讓虛擬世界和現實時間在某種維度重合的遊戲大作，微軟投入了大量的資料和頂尖黑科技。而這些所謂的「黑科技」，或許你並不熟悉甚至聞所未聞，有些甚至已經淡出人們視野許多年。

那麼，這款《模擬飛行 2020》是如何創造一個如此真實的世界的呢？微軟又為其投入了多少頂尖技術？而微軟發行這部遊戲的背後，又有著什麼不為人知的野心呢？今天小探就帶大家從技術層面逐一揭祕這款極度硬核的找模擬大作。

「起死回生」的 Bing Map

根據微軟官方公佈的資料，遊戲中將包含：400 座城市、200 萬座人類聚落的完整道路與建築、超過 4 萬 8 千座機場、15 億棟建築、1.5 兆顆樹木，全部都按照真實世界 1:1 進行還原塑造，可以說微軟在這款遊戲中完全還原了一個真實的地球。而這些所有建築物全部是通過微軟自家的 Bing Map（必應全球衛星地圖）進行對地攝影測量, 實現虛擬世界與真實地圖的高度一致。


Bing Map 曾經是與 Google earth（谷歌地球）並稱的 3D 衛星成像地圖，是當年微軟為其手機作業系統 Windows Phone 佔領移動操作市場所打造的 Windows 生態產品之一。無奈由於種種原因導致微軟佔領移動市場戰略失敗，Bing Map 也逐漸在與 Google earth 的競爭中落敗，而逐漸淡出人們的視野。


但微軟並沒有放棄 Bing Map，反而不停的為它擴充城市資料庫，並投入大量研發資源完善影像渲染技術，以求未來在 VR 領域的競爭中搶佔先機。微軟飛行模擬的負責人 Jorg Neumann 稱，Bing Map 的強大渲染功能一開始是為 HoloLens 擴增實境眼鏡開發的技術，他說，「我們希望人們使用頭戴式顯示器能在世界各地虛擬觀光。但是在三年前我們就將這一技術提前用到了《模擬飛行》上。現在看來，這個決定實在是太明智了。」

Azure AI 讓程式碼擁有生命

Bing Maps 的全球衛星畫面以及全球城市的建模資料庫為《模擬飛行 2020》提供了基礎，而 Azure AI 引擎演算法的加入則為玩家呈現一個無限接近於現實的世界。在遊戲當中，Bing Map 生成的各類不同建築的解析度等同 5-30 公分的真實衛星畫面，地圖設計師則以此為基礎成為貼圖材質；接著通過 3D 建模補齊了所有地貌與建築物的外觀、最後像是樹木、草地、砂土等細節則由 AI 運算補齊。

玩家在體驗飛行時，地面經過的山河水流的流動方向會根據當時地面的風向做出相應的調整，每一片樹葉、每一顆小草都將擁有獨立程式碼運算的枝葉。據微軟開發人員透露出的情報來看，單單一個雲層模型就涉及到 32 種諸如模糊度，密度，形狀等引數對其進行校準，而這一切只是為了讓它看起來更逼真，更加的像一朵雲而已。


甚至，遊戲中的天氣還會根據現實世界中的時間、天氣等自然條件的變化進行實時變化。想象一下，你在遊戲中選擇了一條從北京首都機場出發的航班，這時現實世界中的首都機場下起了瀝瀝細雨，而遊戲中的畫面也漸漸變暗並開始下起了雨，是多麼神奇的一種體驗。

毫無疑問，如此巨大程式碼工作量僅依靠人力是不可能完成的。這一切都是依靠微軟自家 Azure AI 強大的運算能力，Azure AI 允許資料科學家和人工智慧開發者以非常簡單的方式利用包括 GPU 在內的 Azure 雲端計算資源對人工智慧模型進行訓練。資料科學家只需明確任務需求，設定輸入、儲存、輸出等設定，其它所有與基礎設施管理、規模縮放、批量工作任務相關的繁雜的後臺工作都能由 Azure Batch AI 自動完成。

2018 年，微軟的合作伙伴才雲科技利用 Azure Batch AI 服務為唯品會開發了容器化的人工智慧解決方案，將其海外業務團隊的效率提升了 85%，對 100 萬張圖片進行分析標籤化處理的時間縮短到之前的 1%，只需要 5 分鐘，演算法模型在深度學習訓練上所用的時間也從 2 個月縮短到了 1 周，讓 AI 系統迭代的速度獲得了極大的提升。


如果說 Bing Map 的地圖資料只是為《模擬飛行 2020》提供了實現的基礎，那麼微軟自家的人工智慧系統 Azure AI 則為這龐大的資料庫賦予了「生命」，使這款《模擬飛行 2020》真正建立了一個「真實的世界」。

根據開發人員透露，僅僅是從 Bing Map 上獲得的地圖資料就為 2PB；約等於 200 萬 GB，而整個遊戲的總資料量則達到了驚人的 70PB，換算成我們熟悉的單位則是 7000 萬 GB。這樣龐大的遊戲容量在整個人類歷史上都是絕無僅有的存在。

雲遊戲服務計劃「Project xCloud」不光瞄準下沉市場

如上面所說，整個遊戲的容量達到了驚人的 7000 萬 GB，這起碼需要 7 萬個 1T 的硬碟才能裝下這款遊戲，所以玩家想要把這款《模擬飛行 2020》完全下載下到個人電腦上是不可能的。

為了玩家能夠在個人電腦上也能體驗到這款遊戲，微軟採取了 Project xCloud 動態串流技術。根據玩家的遊戲程式而逐步顯示遊戲的細節，使得玩家的網路頻寬越大，畫面細節也就越完整。

實際上，微軟於 2018 年 10 月就釋出了雲遊戲服務計劃「Project xCloud」。「Project x Cloud」想要實現的構想就是遊戲玩家通過手機、平板電腦等裝置通過雲端伺服器執行 Xbox One 遊戲，即擺脫傳統遊戲主機硬體，隨時隨地在任何裝置上體驗高品質主機遊戲，其中蘊含的動態串流技術正是這樣技術的核心。

為了保證串流技術在當前網路環境限制下的體驗，微軟「Project xCloud」並沒有立即放開應用的測試範圍，而是通過長達一年左右的內測，以及逐步面向部分地區的 Xbox 成熟使用者邀請測試的方式來保證流暢使用體驗。這也許表明 Project xCloud 初衷並非要顛覆自己的 Xbox 生態，而是通過雲遊戲方式帶給自己的使用者更多體驗方式。



然而，這項技術在推出時受到了大量科技界媒體的唱衰，他們認為隨著電腦硬體配置成本的降低和網路通訊技術的快速發展，玩家在家裡下載一款 3A 大作並不是一件難事。

但是微軟將 Project xCloud 應用於這樣一款幾乎 1：1 還原真實世界的「巨物」無疑是對各大唱衰這項技術的遊戲廠商和媒體實現了一次降維打擊。從本質上來看，Project xCloud 的誕生或許並不是單純的想讓目前市場上的 3A 遊戲下沉至移動端，而是想讓只擁有普通 PC 電腦和主機的玩家體驗更高緯度的世界。

虛擬世界的背後，是微軟復興的巨大野心

小探認為，微軟花費如此大的資金和研發資源並不僅僅是想開發一款高度還原真實世界的遊戲那麼簡單。當然，但從遊戲品質的層面上講《模擬飛行 2020》無疑是這個星球上最頂尖的遊戲佳作，可與其說它是一款遊戲，倒不如說它是一場絢麗「黑科技」釋出會，而這場釋出會的主人正是微軟。

這款稱得上鉅製的《模擬飛行 2020》將所有微軟的「黑科技」融為一體，才得到如此優異的遊戲品質。其精彩絕倫的畫面表現、實時呈現的天氣情況、龐大的資料程式碼處理能力，真的只是一場遊戲而已嗎？

這款遊戲的落地，標誌示著微軟已經擁有將地圖資料、AI 運算、動態串流等技術融合交匯，創造出一個無限接近於現實的虛擬世界的能力。而這樣的一個虛擬世界在未來的應用將是無限巨大的：遠端實景旅遊、深海探索、超遠距離太空探索，甚至在虛擬世界中構建一個真實的人類文明（地球 OL）

而這樣的遠端探索方式，無疑為未來人類進入未知空間探索提供了極大的安全保障。宇航員不必再冒著生命危險在其他未知星球進行一場不可預估風險的旅程；深海探測器也能清晰的解答出百慕大蘊藏的未解之謎。


這些應用或許在短時間內並不太可能實現，可是微軟已經為它們的實現開闢出了一條可行的路線。

近十年來，隨著移動網際網路的發展，Google、Facebook、Apple 等一眾代表著新時代的高科技公司快速崛起，而微軟這個奠定了個人電腦終端的「老大哥」似乎只是在後面步履蹣跚的追趕而已。像 Bing Map、Project xCloud、Azure AI 都是微軟已經發布幾年的技術產品這些技術在釋出的時候，幾乎沒有人看好它們，在當時的智慧手機、雲技術、人工智慧大火的年代，甚至有人說它們不過是微軟蹭熱度的嘗試罷了。而這些技術一次又一次在市場中失敗甚至銷聲匿跡，彷彿連歷史也在告訴我們：「微軟已經江郎才盡，唯一的仰仗從始至終只有 Windows 而已。」

然而，微軟通過這款《模擬飛行 2020》所預示出對未來的野心，遠遠不止於遊戲那麼簡單。

或許，微軟會在未來某一次釋出會上攜帶著應用了這款遊戲中技術的產品站在聚光燈下，然後對著全世界說一句：「Khaleesi back to Westeros。」（我回來了。）

來源：矽谷洞察
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