遊戲圖形技術發展史：從像素到次世代的跨越與中國的追趕之路
一、早期萌芽：從線條到像素的啟蒙（1972-1980s）
1972年，雅達裡（Atari）創始人 諾蘭·布什內爾 （Nolan Bushnell）與工程師 阿爾·奧爾康 （Al Alcorn）開發的《乒乓》（Pong）以黑白線條勾勒出電子遊戲雛形，標誌著圖形技術的起點。
隨後，光柵化技術推動像素藝術崛起：1980年《太空侵略者》（Space Invaders）用8位像素構建外星入侵場景，任天堂FC（紅白機）的《超級馬里奧》（1985）以16色塊打造橫版關卡，奠定了2D圖形基礎。
關鍵推動者 ：麻省理工學院（MIT）林肯實驗室的《Spacewar!》（1962）為早期計算機圖形研究奠基；斯坦福大學教授 馬丁·紐厄爾 （Martin Newell）開發的 “UTAH茶壺(猶他茶壺)”模型 （1975）成為圖形學測試基準。
沒錯，這就是3D max中那個經典茶壺的起源。
中國此時處於技術空白期，直至90年代通過引進臺灣的《仙劍奇俠傳》和海外的遊戲初步接觸像素技術，自主研發滯後約20年 。
二、3D革命：多邊形與渲染的破局（1990s-2000s）
1992年，id Software的 約翰·卡馬克 （John Carmack）與 約翰·羅梅洛 （John Romero）開發的《毀滅戰士》（Doom）以偽3D引擎（射線追蹤）創造沉浸式迷宮，開啟3D遊戲元年；1995年《古墓奇兵》（Tomb Raider）採用多邊形網格與紋理映射，塑造首個3D女性角色勞拉。
同期， NVIDIA創始人黃仁勳 （Jensen Huang）推動GPU商業化，1999年發佈的GeForce 256首次將圖形處理單元（GPU）獨立於CPU，為實時渲染奠定基礎。
學術與產業推動者 ：卡內基梅隆大學娛樂技術中心（ETC）培養大量遊戲圖形人才；斯坦福大學圖形實驗室開發的 Radiance光線追蹤渲染器 （1986）為電影級渲染提供算法基礎。
中國此時仍依賴《傳奇》等海外2D/偽3D引擎，技術差距顯著 。
三、次世代飛躍：光影與真實的逼近（2010s）
2013年《最後生還者》（The Last of Us）通過 HDR渲染與全局光照系統 （GBuffer）重現現實質感，2018年《戰地5》引入光線追蹤技術實現動態反射。
索尼計算機娛樂實驗室（SCE）的 馬克·塞爾尼 （Mark Cerny）主導開發的PS3硬件架構，通過Cell處理器與RSX圖形芯片大幅提升多邊形處理能力。
技術突破者 ：加州大學伯克利分校的 弗蘭克·克魯格 （Frank Crow）提出 Z緩衝算法 （1974），解決3D場景深度排序問題；微軟研究院的 亨斯·彼得·奧爾 （Hanspeter Pfister）開發的 體積渲染技術 （1999）為煙霧、水體效果提供理論支持。
中國《天涯明月刀》（2016）嘗試自研引擎追趕3D畫質，但核心渲染技術仍依賴Unreal/Unity 。
四、現代突破：超現實與AI的融合（2020s-至今）
2022年《電馭叛客2077》以4K+光追呈現霓虹都市， 英偉達的DLSS技術 （深度學習超級採樣）通過AI平衡畫質與性能。
創新機構 ：皮克斯（Pixar）聯合創始人 艾德·卡特姆 （Ed Catmull）領導的 圖形渲染算法團隊 （如Reyes渲染器）推動電影級渲染技術向遊戲滲透；微軟的Xbox團隊與AMD合作開發的RDNA架構GPU，為次世代主機提供算力支持。
我們的《黑神話：悟空》（2024）藉助虛幻引擎5逼近國際頂尖畫質，但基礎圖形算力（GPU架構）、引擎開發仍與國際巨頭（NVIDIA、Epic）存在代差。
中國追趕：從引進到自研的轉折點
早期 ：清華大學計算機圖形學實驗室（CG&CAD國家重點實驗室）自1990年代起研究實時渲染算法，為國產引擎提供學術支撐。
近期 ：網易伏羲實驗室開發《逆水寒》的“雲渲染”技術，華為通過“鯤鵬+昇騰”芯片佈局GPU算力，逐步縮小硬件差距。但與國際頂尖的圖形算法（如英偉達的OptiX路徑追蹤）及引擎生態（Unreal的Lumen系統）相比，仍需突破底層技術壁壘。
從像素模仿到引擎自研，中國遊戲圖形技術已縮小差距，但需在芯片算力、實時渲染算法等底層領域突破桎梏。隨著AI圖形生成（AIGC）與元宇宙需求的爆發，未來或成技術超車關鍵窗口。
本文由小黑盒作者：飯餘Gamer 原創
轉載請註明作者及出處