虚幻引擎(EPIC公司开发的游戏开发平台)

虚幻引擎（英文：Unreal Engine）是由Epic Games 公司推出的一款游戏开发引擎，于1998年推出第一代。虚幻引擎的口号是“全球最开放、最先进的实时3D创作工具”。该产品被广泛应用于游戏产业中，创作出《战争机器》《质量效应》和《无主之城》等3A大作，还越来越多地用于满足建筑、汽车、影视等行业对于实时3D技术的需求。

截至2023年10月13日，虚幻引擎最新版本为虚幻引擎5.3。2020年5月13日，虚幻引擎5发布。2022年4月5日，虚幻引擎5正式版正式开放下载。2023年9月6日，虚幻引擎5.3正式发布。虚幻引擎5不仅支持playstation 5、Xbox 为代表的次世代主机，还支持现世代主机（PS4、Xbox One、Switch）、PC、Mac、Android、iOS。

截至2023年，虚幻引擎已经从一款游戏引擎，成为全球领先的互动娱乐和实时 3D 创作工具集，将先进的实时技术广泛应用到建筑、动画、电影、训练模拟、健康医疗等各个行业，创造一个全新的世代。

发展历程

开发背景

在1991年，Tim Sweeney开发出了《ZZT》系列游戏作品，它以独一无二的三部曲发布形式。并且它包含了一个编辑器，让玩家可以创建自己的游戏关卡。Tim Sweeney受到Scott Miller的影响，把命名为“ZZT”的编辑器游戏按照Sharewar的方式放在BBS上试玩出售。

从1991年中开始，Tim Sweeney以他的个人小公司向ZZT的创作者提供服务，包括定期的邮件通讯，创作比赛等等，形成了最早的创作者社区文化。Tim Sweeney尝试了类似F2P的商业模式，还打造了一个真正的创作者社区。

1991年10月，Tim Sweeney把自己一个人的公司名字变更为Epic Mega Games（后续改为Epic Games）。Epic 成立之后，Tim Sweeney拿出ZZT所赚到的钱，邀请了id Software的创始人之一Mark Rein，作为主管市场和销售的联合创始人加入Epic。Mark Rein加入Epic之后很快做了几个重要招聘，招募了一位热爱游戏的年轻人Cliff Bleszinski，他就是CliffyB。

直到1993年12月10日，《毁灭战士》（Doom）横空出世，是世界上第一个3D游戏，之后很快又推出了《雷神之锤》（Quake），世界上第一款真正基于3D引擎的游戏。一直到1994年下半年，Tim Sweeney开始看到了游戏里存在的问题，尽管拥有当时一流的游戏引擎，但毁灭战士和雷神之锤的编辑器却很一般，而且，游戏引擎和编辑器被设计成完全独立的两个部分。Tim Sweeney认为，和传统的软件码代码不同，游戏创作的关键是内容，必须有更方便趁手的工具平台来支持内容创作，这就是，围绕以编辑器为核心来进行游戏开发，编辑器通过底层引擎的支持来实现游戏内容的实时编辑和查看。

虚幻引擎1

第一代虚幻游戏引擎（英文名是Unreal Engine，简写UE）在1998年由Epic Games公司发行的。虚幻引擎专为制作3D射击游戏而生，其远胜同时期引擎的表现力让它成为当时业界的宠儿。

Epic团队在1995年立项《虚幻》（Unreal），Tim Sweeney选择游戏和引擎并行开发的路线，他自己负责开发核心的3D引擎和编辑器，CliffB作为游戏主创， Mark Rein负责市场推广和项目把控。经过了长达三年的开发，1998年5月22日，科幻射击游戏《虚幻》游戏终于发布。《虚幻》在当时被视为与《雷神之锤》系列比肩的作品，玩家将扮演一位罪犯运送舰的生还者，在Na Pali星球上对抗Skaarj外星种族，并解放Nali星人。

在1999年，Epic发布了虚幻系列的第二款游戏《虚幻竞技场》。虚幻竞技场系列首次进入第一人称射击领域，虽然有着诸多缺点，但依旧以华丽的游戏画面，出色的电脑AI而赢得广大游戏迷们的喜爱。

虚幻编辑器直接调用虚幻引擎渲染场景，创作者可以预览和测试自己的创作成果，并且，所有的关卡布局可以实时调整，这是同期其他游戏编辑器无法做到的事情。

虚幻引擎1在彩色光照和纹理过滤上的软件渲染性能已经接近硬件级的加速，而且虚幻引擎1还支持当时CPU刚刚集成的单指令多数据指令，这让它的性能进一步增强。

随着虚幻引擎的发布，有十多款使用虚幻引擎打造的第三方游戏也陆续发布并取得了商业成功。而更让Tim Sweeney开心的是，他的偶像同时也是商业同行的John Carmack盛赞了虚幻引擎的重大技术突破。John Carmack的背书让虚幻引擎很快成为了游戏开发行业里非常受关注的工具。

虚幻引擎2

2002年，Epic发布了虚幻引擎2，相比第一代虚幻引擎，虚幻引擎2的全部代码几乎重写，并集成了最新的编辑器。并且支持虚幻引擎2的游戏也开始变得更加丰富，《细胞分裂2：明日潘多拉》，《荒野大镖客：救赎2》，《彩虹六号：雅典娜之剑》以及《虚幻竞技场》都是在虚幻引擎2之上的作品。

在虚幻2之后，Epic曾对虚幻引擎2进行一次小型升级，提高其渲染性能，一般都称这段时间是虚幻2.5时代，但很快被虚幻引擎3替代。

虚幻引擎2运行时是跨平台和桌面实时3D渲染解决方案。随着硬件的进步，运行时利用最新的 3D 增强功能，并为交互式演练提供稳定的平台和模拟。

虚幻引擎2是为了《虚幻竞技场2003》开发的，这个版本的虚幻引擎被Unreal ED3编码完全重写，同时将《虚幻竞技场2004》中改进载具模拟的Karma physics SDK集成在一起，也强化了许多元素。随着游戏开发的需要，游戏引擎的内涵也在不断扩大，虚幻引擎2引擎集成了Karma 物理加速技术开发包，引擎中的物理效果得以增强，并且开始支持playstation 2、XBOX与GameCube等主机平台。

虚幻引擎3

第三代虚幻引擎最初于2004年露面，此引擎不仅继承了前两代引擎的优点，也在此前的基础上再度进行了升华，逐像素光照取代了逐顶点光照并引入了伽马校正HDR渲染等功能，所有的一切都变得更加易于使用，同时游戏的画面也在本质上得到了巨大的提升。

2006年，Epic Games正式推出了虚幻引擎的3.0版本。值得一提的是，Epic Games还于2009年免费开放了虚幻3引擎的开发者工具包，开发工具包的免费开放给小规模的开发商或个人开发者提供了极大的便利。为了鼓励小型团队和个人开发者，Epic公司甚至会举办“开发者大赛”，每年提供高达100万美元的奖金。

在2011年游戏开发者大会上，Epic发布了一个全新的虚幻引擎3实时演示作品“Samaritan”，它利用了DirectX 11支持、高端的渲染功能、NVIDIA APEX物理技术及其他引擎升级功能。

虚幻引擎3一开始是在主机(PS3、XBOX360等)上被广泛使用，比如战争机器、荣誉勋章·空降神兵等，后来则在PC上也有不少佳作。在采用Unreal3引擎的游戏中，《生化危机》《Alpha Protocol》《战争机器》《荣誉勋章：空降神兵》《枪神》《质量效应》《镜之边缘》都是知名大作，尤其是《战争机器》一度创下PC游戏的画质神话。

虚幻引擎3是一套为DirectX 9/10 PC、Xbox 360、playstation 3平台准备的完整的游戏开发构架，提供大量的核心技术阵列，内容编辑工具，支持高端开发团队的基础项目建设。

虚幻引擎3支持64位HDRR高精度动态渲染、多种类光照和高级动态阴影特效，可以在低多边形数量(通常在5000-15000多边形)的模型实现通常数百万个多边形模型才有的高渲染精度，这样就可以用最低的计算资源做到极高画质。虚幻引擎3还提供了强大的编辑工具，让开发人员随意调用游戏对象，真正做到所见即所得。

虚幻引擎3中集成的Scaleform GFx使得可以使用内置在奥多比 Flash Professional中的运动图像作为游戏中的HUD和UI。它由一组代表视频、视频播放器及视频中包含的单独对象的类组成。可以在 HUD 中创建视频播放器，从而使得可以完全地控制在游戏中显示的视频。

虚幻引擎3的Unreal Kismet工具允许非程序员编写关卡中的复杂的游戏性流程脚本，允许用户把简单的功能性的Sequence Objects(序列对象)连接到一起来组成复杂的序列。

虚幻引擎3对游戏内光照和材质的渲染方式由顶点着色变为像素着色，并加入了大量实时光照效果，大幅提升画面的真实感。再加上硬件提升带来的模型多边形面数陡增，辅以轻质的法线贴图，玩家们见识到真正有次时代感的画面。

虚幻引擎3还集成了许多现成的游戏技术，包括PhysX物理引擎、SpeedTree植被引擎、EAX5.0音效引擎、AI引擎等，其中的PhysX物理加速技术是英伟达公司力推的，在PhysX游戏中会拥有更好的效果。

虚幻引擎4

2005 年 8 月，Epic Games 副总裁 Mark Rein 透露，自 2003 年以来，虚幻引擎 4 一直在开发中。直到 2008 年，Epic Games 的首席执行官兼创始人 Tim Sweeney 表示引擎“基本上”完成了开发。到了2014年2月22日，Epic发布了虚幻引擎4。虚幻引擎4在渲染方面取得了长足进展，打造了新的物理引擎Chaos。目标是要实现照片级真实，希望所做出来的就像现实场景一般。虚幻4引擎渲染速度改进会比之前快很多，这一功能不仅可以使用在光线追踪上面，也适用于其他性能的GPU上。

同时，虚幻引擎4的跨平台性可以支持Xbox One、playstation 4(包括索尼的Project Morpheus虚拟现实设备)、Windows PC、Linux、Mac OSX、HTML 5、iOS和安卓等。

Epic曾于2014年早些时候，以每月19美元的价格向开发者提供虚幻4引擎。2015年3月3日宣布免费后，Epic官方表示，将会提供按比例的退款，而且，每位支付过虚幻4引擎订购费用的用户都将获得30美元的虚幻商城支付额度。

2014年9月4日，Epic Games正式宣布，学生和大学等教育机构可以免费使用虚幻4引擎服务和工具，包括之后的常规更新。

另外，Epic公司开创性地提出了开源分成方案：即免费对外提供游戏引擎，当开发者使用虚幻引擎开发的游戏，每季度收入达到3000美元（约2万元）以上时，再支付利润5%的分成。如果是一些免费游戏或者公司内部项目，将不会收取任何费用。从2020年开始，为了照顾小型游戏开发团队，又提高了分成门槛，只有当总营收达到100万美元（大约700万人民币）时，才需要提供5%的分成。

2016年11月15日，虚幻引擎 4.14正式发布。该版本包含一个针对 VR 进行优化的全新前向着色渲染器，在游戏中启用清晰的多重采样反锯齿。全新的接触阴影（Contact Shadows）功能可渲染出复杂物体的美丽阴影细节。此版本中还加入了一个全新静态网格体自动 LOD 生成（automatic LOD generation）功能，此功能不需要第三方库。还可以在兼容的安卓设备上使用 Vulkan，仍然支持 Visual Studio 2015。

2019年4月2日，虚幻引擎4.22正式发布。除了正式加入即时光线追踪（RealNetworks 时间 Ray Tracing）技术，以精确呈现即时光照与阴影效果之外，也加入即时源代码开发（Live coding），并且加速建置时间，在源代码开发工具上，开始支持微软最新Visual Studio 2019。

2021年8月19日，虚幻引擎4.27正式发布。该发行版大幅改进了GPU Lightmass功能，借助于新推出的3D配置编辑器，为LED体积或其他多显示器渲染应用设计nDisplay设置变得更简单了。在虚幻4引擎26中引入的虚拟摄像机系统得到了显著改进，将支持更多的功能，包括多用户编辑、重新设计的用户体验和可扩展的核心架构。还有一款新的iOS应用程序Live Link Vcam，专为虚拟摄像机功能而设计，该系统允许用户使用iPad等设备驱动虚幻引擎内的电影摄像机。

在该系统中，编辑器中支持多用户操作，可以重新设计的用户体验，可以将虚拟摄像机的输出传送至Composure、媒体框架（Media Framework）、编辑器视口或任何运行Unreal Remote应用程序的设备。支持用户将自定义UMG控件叠加到输出（画面）上，并在编辑器中或设备上与其交互。还可以为触摸屏以外的硬件输入设备提供内置支持，例如控制手柄。

虚幻4引擎摄影特效系统，可模拟现实中的摄像头还有镜头来打造如同电影般视觉效果，包括像光学变形、色差、动态模糊、景深等等。由虚幻引擎4创造出的数字人，实现的渲染算法已支持包括皮肤、脸部、眼睛、头发乃至人物情感的表达呈现。

在实时光线追踪方面，虚幻引擎4可以非常细致、非常严谨地提供关于光线的一些技术实现效果，之前的效果主要是折射还有光影等等，现在可实现水中光线的反射，同时还支持像柔和阴影这样的效果，也可以实时调整光线，从比较刺眼变为比较柔和。另外也可以看到实时的折射，还有柔和的阴影，都可以实时呈现出来。

除光线追踪器外，虚幻4引擎还添加了一个无偏差路径追踪器，提供间接光照路径以实现完整的全局光照效果，在引擎中实现真正的真实效果参考渲染。它能改良虚幻引擎场景中的工作流内容，无需再导出到第三方离线路径追踪器中进行对比。

在虚幻引擎4当中，Epic为C++语言增加了Live Coding开发迭代功能，现在迭代编译的反应速度更快，性能好，大量减少了编译次数，编译速度比之前快30%，在增量编译方面快350%。另外增加了代码实时编辑功能，可以在编辑过程当中不影响游戏就可以更改代码。

虚幻引擎5

2020年5月13日，虚幻引擎5正式公开发布。2022年4月5日，虚幻引擎5正式版开放下载，虚幻引擎5保留了虚幻4引擎编辑器的所有功能，同时也对工作流程和用户体验进行了大量改进。通过《堡垒之夜》和《黑客帝国觉醒：虚幻引擎5体验》演示，虚幻引擎5的Hi-Fi模拟能力实现了一种全新的流程：通过模拟进行电影创作。

虚幻引擎5允许用户在Windows PC、playstation 5、PlayStation 4、Xbox Series X、Xbox Series S、Xbox One、任天堂 Switch、Mac OS、iOS、安卓、ARKit、ARCore、OpenXR、SteamVR、Oculus、Linux和SteamDeck上部署项目。也可以在Windows、macOS和 Linux上运行虚幻编辑器。对于注册了PlayStation 5、PlayStation 4、Xbox Series X、Xbox Series S、Xbox One和Nintendo Switch的开发者，平台主机工具和代码无需再额外支付费用。

2022年11月16日，虚幻引擎5.1正式推出。在这个版本中，以虚幻引擎5推出的开创性功能集为基础，将引擎的健壮性和效率提升到了新高度，使它能够被各行各业的创作者广泛使用。虚幻引擎5.1为动态全局光照和反射系统Lumen、虚拟化微多边形几何体系统Nanite和虚拟阴影贴图（VSM）打下了坚实的基础，为游戏和体验在次世代主机和具有足够处理能力的PC上以60fps的速率运行提供了支持。同时，Nanite也得到更新，提供了一个可编程的光栅化程序，可以通过全局位置偏移实现由材质驱动的动画和变形，以及不透明蒙版。

2023年5月11日，虚幻引擎52正式推出。其亮点之一是首次原生支持苹果公司的 Apple Silicon 芯片，这意味着虚幻引擎可以充分发挥 m1 和 M2 系列苹果芯片的性能，而不再依赖于 Rosetta 技术。

2023年9月6日，虚幻引擎5.3正式发布，带来了大量全方位的改进。新版本除了增强核心渲染、开发者迭代和虚拟制片的工具集外，还为渲染、动画和模拟引入了实验性的新功能，让你有机会在 UE5 中测试扩展的创意工作流程，减少反复切换至外部应用需要。

虚幻引擎5中的音频播放的行为在Sound Cue中得到定义，可使用 Sound Cue编辑器对其进行编辑。在此编辑器中，可以组合多个声音资产后混音，以此生成单混音输出，另存为一个Sound Cue。

虚幻引擎5在原先基础上主要是有两个突破——Nanite和Lumen，这两者的出现可大幅提升画面表现和开发效率，较为“轻松“地给玩家带来影视级别的视觉体验。

Lumen是一种全动态的全局光照和反射解决方案，能够对场景变动和光源变化作出实时响应，间接光照和光照反射都会实时变化。该系统可以渲染间接漫反射，支持无限反弹和间接镜面反射。

Nanite是一种虚拟微多边形几何体系统，用户可以直接导入电影级品质的源美术资产，而且能够保证帧率稳定且无任何明显失真。Nanite十分智能，它可以只流送并处理你能够感知到的细节，能在很大程度上消除多边形数量和绘制调用方面的限制。

产品特色

蓝图

蓝图（blueprint）是一种以C++为编译目标的可视化编程语言，首次出现在虚幻引擎4中，实质上也是为了紧跟low code的时代潮流，用图论取代文本，让开发者不必再拘泥于语法导致的基本问题。图形语言最大的好处在于可以将代码中的各种树形逻辑展示出来，大大提升了开发效率。

渲染能力

虚幻引擎的渲染系统是其拥有业界领先画质以及卓越的交互式实时体验的关键所在。虚幻引擎可以做到处理速度快，而且还能够实时预览，具备超强的渲染能力，让虚拟人物更加立体和真实。虚幻引擎 5 推出了一系列开创性的功能，以令人惊叹的高保真细节渲染实时场景。在虚幻引擎中，实时渲染使导演能够纵观全局，所见即所得。

非线性工作流程

对比传统的工作流程，虚幻引擎的主要步骤分为DCC中创建资产，导入虚幻引擎，搭建场景，编写材质灯光，sequence，编辑素材，输出。EPIC官方给出的虚幻引擎使用流程期间它允许用户在任意一个环节做出任意的修改，这不但节省了时间，杜绝了因为一个小bug就导致整个工作严重受影响的可能，还给了创作者们更大的发挥自由。

UnrealScript

UnrealScript是EPIC GAMES为了适应游戏编程的自然需要和细微差别而为虚幻系列引擎创建的一种各类C/JAVA语言。不仅如此，在21世纪初，UnrealScript就已经支持时间、状态、网络复制等功能，从而大大简化了游戏编程的难度，为3D游戏程序员提供了一个同样清晰、简洁、可靠的编程语言。但在虚幻4引擎发布后，不再受到新版本的支持。

虚幻商城

虚幻商城旨在为虚幻引擎开发者提供一个高质量的内容平台，帮助用户开发商业项目或教育应用。在商城中，用户可以根据需求购买教程和学习路径等，也可以出售相关物品。在买家购买相应物品后，可以参与商品的评论，并给商品评分。商城中有部分内容永久免费或限时免费，可供用户免费使用。

Verse

Epic 多年来一直在开发一种新的编程语言。新的编程语言被称为“Verse”，就像元宇宙本身一样，将公开开发。Epic 承诺不受限制地公开所有描述、规格和工具。客观地说，不需要新的编程语言，所有现有的编程语言都是图灵完备的。但是就可扩展性（数百万程序员为数十亿用户开发应用程序）、交易和互操作性而言，Verse 可以提供比现有编程语言更多的功能。

开发游戏

应用领域

游戏领域

虚幻引擎支持移动平台、主机和PC等平台，也可以用XR（AR、VR和MR）。使用虚幻引擎基于物理的光栅化和光线追踪渲染，可以利用动态阴影选项、屏幕空间及真3D反射、多样的光照工具和基于节点的灵活材质编辑器创作出实时内容。幻引擎凭借其多年的游戏产品开发积累，提供稳定的引擎技术支持，在众多游戏平台中均有爆款产品，以至于受到更多开发者的信赖，虚幻引擎使用者中，中国人占据世界第二，腾讯控股占股虚幻引擎48.2%。

建筑领域

在建筑领域，展示数据是一件非常重要的事。虚幻引擎5允许创作者在其建筑可视化中包含更多信息和数据，并为场景提供极高的视觉保真度。虚幻引擎可以导入来自各种3D、CAD和BIM应用的Hi-Fi数据，并具较高的逼真度；可以使用远程协作工具让其他人参与其中，方便实时沟通，同时可以使用VR/AR展示立体城市。

影视领域

Epic Games与奥斯卡、艾美、英国电影和电视艺术学院获奖电影人和软件工程师们一起，正在用虚幻引擎的实时技术，突破影视制作的边界。时渲染能够提供即时反馈，从初版概念图到最终图像都使用同样的资产，消除制片流程中的浪费现象，并且在营销、交互和场地娱乐体验中反复使用这些资产。用户可以使用MetaHuman创造高度逼真的数字人类角色，为其制作动画，并用于虚幻引擎项目。

广播与实况活动领域

虚拟制片越来越因其肉眼可见的“灵活性”和“降本增效”优势，开始在影视、现场演出、广播实况等领域推广开来，成为备受追捧的“商业蓝海”。虚幻引擎可以将现场表演与CG混合起来，直连Disguise、Pixotope、Ross Video、stYpe及其他主流工具。作为一个可预测的平台，虚幻引擎能够持续工作。

动画领域

随着科技的进步与渲染技术的成熟，利用虚幻引擎的动画制作方式赢得了不少制作者的好评。实时渲染带来的是效率高，创作的时候直观可视化。当导演需要看到一个镜头修改的时候，他不必等到第二天的早上，马上就能看镜头修改结果。虚幻引擎功能齐备，内置了动画工具，提供了用于制作环境的地形系统，具有粒子系统、物理系统和多轨非线性编辑器，支持基于发丝的头发和毛发，可连接表演捕捉工具等。通过虚幻引擎，可以创建跨媒体管线，让IP跨越线性动画内容的界限，进入游戏、移动和VR等平台。

汽车与运输领域

可以利用虚幻引擎让客户体验VR试驾，或是在Hi-Fi的设计上进行迭代。还可以设计各类HMI，信息娱乐系统或数字驾驶舱体验，为客户提供时尚的驾乘体验。所有数字参考模型都存储在一个地方，以便快速制作虚拟原型、进行协作设计评审、HMI测试、人体工程学研究以及开发配置器。

模拟领域

虚幻引擎能提供高保真的图像和所需的控制功能，而且具有价格优势。虚幻引擎作提供免费的源代码访问权限、C++ API接口，并为非程序员提供基于节点的脚本。根据用户的需求，可以导入资产以定制模拟应用，也使用来自虚幻商城的资产快速构建概念原型。

人机界面

虚幻引擎是一个丰富的工具集，使用蓝图可视化脚本可以实现快速创作与迭代、在完整的版本控制支持下进行协作、在台式机上即时预览设计并通过直接访问源代码。使用可伸缩渲染器，能创建出精美的3D交互式视觉效果；使用粒子系统Niagara VFX让设计更加生动，并通过可下载内容让用户立即更改用户界面的外观和功能，实现定制化的体验。

虚幻引擎目前支持多种硬件平台，包括高通技术公司的Qualcomm® Snapdragon™ 汽车平台。Siili Auto的定制信息娱乐系统和Vectorform的数字产品与用户体验平台也已支持虚幻引擎。而且正在研发对黑莓QNX的微核实时操作系统QNX® Neutrino® RTOS以及Mapbox导航的支持。