元宇宙創新者2: 改變了吳小毛一生的三個瞬間

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在圖形學領域深耕20年,吳小毛的故事,並不只是他自己的故事。

作者 | 董子博

編輯 | 岑峰

2022年6月的一個傍晚,杭州東站正是人來人往、行色匆匆。

人群中,一箇中年人正要從杭州趕回上海的家。他年初遠赴德國公司主掌工作,回國航班落地成都,數週隔離後,又是上海疫情吃緊,全城封鎖。到這天,他已有將近半年沒見過家人一面了。

他到了車站,時間還早。在候車室的長椅上坐定,他看著熙攘的人群出神,回憶起了自己的職業生涯。

在計算機圖形學的賽道上,他從一個學徒,成為一個遠赴海外多年的專家,再到執掌一家橫跨中德兩國、規模數百人的圖形引擎公司,花了他20年的時間。

入行20年,他曾與中國圖形學界的最前沿同窗鑽研,也曾與世界範圍內最強的引擎團隊共事。圖形學20年的發展大潮,他身處其中。

有人說,人的一生,就是由先前經歷的無數個瞬間所定義的。他回憶他在圖形學領域探索的生涯,有三個瞬間,他總是無法忘懷。

他叫吳小毛,是圖形引擎公司——粒界科技的創始人。而今天要講的,不只是他的故事,還有圖形學領域在這20年間所經歷的發展與飛躍。

1

彼得傑克遜的“來信”

一條大河上,幾個人撐著幾槳扁舟,向著遠方的地平線航行。而畫面遠端,偉立著一座奇特的山巒,狀如石筍,高聳入雲。

2002年,仍在南昌大學讀研的吳小毛看到了這個場景,在電影銀幕外驚掉了下巴。

如此奇景,自然不是實景實拍,而是由計算機動畫(簡稱CGI)製作而成。

這部電影的出現,為全世界展示了CGI在電影工業界的無限未來,為計算機圖形學在電影上的應用,開啟了一個全新的時代。

這部電影,就是彼得·傑克遜在2002年上映的傳世之作——《指環王·護戒使者》。

CGI技術的發端,可以溯源至1958年的好萊塢。電影巨匠希區柯克,開創式地將計算機動畫運用在了他的電影《迷魂記》中:在影片開篇,在一隻動人的眼睛裡,一個綠色的旋渦逐漸旋轉、擴大,直至佔領整個畫面。短短數秒的動畫,在開場時就抓人眼球。

電影《迷魂記》

而經過了近半個世紀的演變,隨著先驅Edwin Catmull、Patrick M. Hanrahan 等人對領域前沿的不懈探索,圖形學技術也走向了影視、遊戲等許多領域,成為了一門能夠為大眾所認知的“顯學”。

多少年過去,吳小毛早已忘卻了《指環王》的情節,然而這個畫面卻始終烙在他的心裡,揮之不去。誰知道,這封彼得傑克遜的“來信”,開啟了他後來在圖形學領域的探索之路。

一般人看電影被感動了,大不了買兩張海報掛在宿舍的牆上。而吳小毛卻不一樣,他想弄清這奇美動人的畫面,是怎麼被製作出來的。

於是,吳小毛堅決要學計算機。然而這時他已經在機械領域本碩讀了好幾年,研究生讀的是工程熱物理,簡單來說,研究的是汽車發動機一類的東西。

跨專業考博,又是時下正熱的計算機專業,吳小毛的一個室友也想考,但只覺得不現實。

而吳小毛不肯,這個計算機系的博士,他無論如何都要考上。

沒條件要上;沒有條件,創造條件也要上。吳小毛家裡出身江西農村,身上有一股楞勁。沒有電腦,他和室友就用實驗室裡配的電腦學程式設計;沒有人脈,吳小毛用了幾年時間,給全國各大高校的幾十位博導“騷擾式”地發郵件,期待有人能看到他們的閃光點。

用吳小毛的話說,“臉皮厚”讓他們的夢想得償所願。沒用多長時間,吳小毛便拜在中國圖形學領域的先行者——馬利莊教授門下,在上海交通大學開始了他的博士生涯。

吳小毛在上交對圖形學領域苦苦鑽研,學院也看到吳的刻苦用心,給他授予了當年的“三好學生”稱號。誰知,這個“三好學生”的稱號,竟成為了吳小毛進入亞研的敲門磚。

作為IT技術界的最前沿,微軟亞研招人的標準從來是“寧缺毋濫”。頂著“三好學生”的名號,吳小毛成功獲得了亞研的面試資格。而與他一同參與面試的,幾乎都是“天才”級別的應試生。

浙大“竺可楨班”、上海交大ACM國際程式設計大賽冠軍隊、清華復旦的優等生……和這些人同隊,半路出家的吳小毛心裡也犯嘀咕。在面試前,他收集了近幾年他領域相關的所有論文,東拼西湊,裝訂了厚厚一本,沉甸甸的,拿著就讓人心安。

幸好,面試官並沒有單憑簡歷論英雄,但面試題確實鐵面無情,技術問題嚴格且刁鑽。吳小毛見招拆招,以專業素養和學術見解一一應對,最終脫穎而出,擠過了獨木橋,接到了微軟亞研的橄欖枝,師從中國圖形學界最負盛名的學者之一——郭百寧教授。

從上海到北京,吳小毛飛機落地後,就快速進入了狀態。事實上,吳小毛對我說,他可能更適應北方人的溝通方式——直接且坦率,讓研究工作少了很多社交應酬。甚至北方的氣候他也更習慣,“衣服晾在廁所一晚上就幹了”,也讓他頗感驚訝。

在亞研的工作很忙,但對吳小毛來說,算不上辛苦——畢竟他很享受這種潛心研究的狀態。

當時在亞研圖形學實驗室,研究員們都要以實現SIGGRAPH(圖形學領域的權威期刊)論文為入門基礎打底工作。學術成果自然與實操不同,論文資料也並不能完全用來照本宣科。

無論論文寫得多殘缺,亞研的研究員都必須可以將其在軟體上實現出來,這是亞研對研究員們的要求。在實驗室,一般兩三個人一組,來實現一篇論文的效果。

剛到北京不久,吳小毛就實現了一篇SIGGRAPH論文。過了一段時間,吳小毛又完成了另外一篇,由亞研發表的SIGGRAPH論文。

彼時,吳小毛還不知道。直到後來,組裡的同事才告訴吳小毛說:“小毛你知道嗎?如果當時第一篇論文你都實現不了,就要被趕回去了。”

聽到這話,吳小毛心裡是一陣後怕。

2

孤島危機與“悲傷王子”

在亞研時,吳小毛也有不少與他一同奮戰在科研一線的同僚。

用吳小毛自己的話說,早在那時,他就已經見識中國的世界圖形學界頂級學者。

同時期,與吳小毛在亞研院的同事中,後來創業的,有光線雲的創始人王銳、象衍科技的許威威,及不鳴科技的王希。

王希曾在亞研與吳小毛並肩作戰。在吳小毛心裡,王希想法更活躍,是天生的創業者。

一次,王希問吳小毛,未來如果離開亞研,準備做些什麼。吳小毛幾乎沒過腦子,直接答道:“去巨頭啊。”

“沒出息。”王希答道。

不能怪當時的吳小毛“胸無大志”,早在十幾年前,圖形學領域的創業遠不像今天活躍。那時的資本,更傾向於容易執行的商業模式,圖形引擎這種“投資大、週期長”的科研型專案,在市場上只有遇冷的份。

儘管每天勸著吳小毛創業,王希也沒有在離開亞研後直接自立門戶,反而來到微軟練級。2012年,羽翼漸豐的王希來到了網易體系下,創立了“不鳴工作室”,並以自研的“混沌引擎”開發了一款動作遊戲《戰意》,引起不少話題。

有趣的是,不鳴工作室在網易,所處在雷火事業群中。而雷火的老大胡志鵬,也是微軟亞研出身。

說回吳小毛,在亞研結束了8個月的實習,他又去到法國國立計算機及自動化研究院(簡稱INRIA)讀博士後。

讀書讀得越久,離開象牙塔就越容易感到迷茫。2009年,吳小毛從INRIA畢業。學術上,吳小毛已經把該讀的書都讀完了,人生的下一個階段,該何去何從?

吳小毛心裡清楚,自己讀圖形學是半路出家,在學術圈想做到第一,“血統”不夠純正,難以出頭。他想有個“成為世界第一”的機會,而要拿到這個機會,必須在工業界裡找出路。

這時,吳小毛接觸到了一款名叫《孤島危機》的遊戲。

吳小毛這邊暫且按下不表,簡單聊聊當時圖形學在世界範圍內的發展大環境。

圖形學在電影領域,技術更偏向於如何在固定的視角,呈現一個已經被編排好的畫面。

而在遊戲領域,互動則成為了影響圖形學的重要因素。

遊戲將圖形學從2D拽進了3D的世界,隨著視角的移動、玩家與遊戲元素的互動、甚至環境的變化,從光照到渲染都需要實時變化。

雖然在當年,電影要求的效果要更逼真、細節要求更高,但玩家對遊戲越來越高的需求,也帶給了圖形學領域巨大的挑戰。

於是,遊戲引擎應運而生,成為了圖形學在遊戲領域大展拳腳的利器。

現在提到遊戲引擎,人們都會想到Unreal Engine(下稱UE)和Unity兩大巨頭。

而13年前,今天佔領了遊戲引擎市場“半壁江山”的Unity還尚未出生UE就站在市場風口上的,除了98年出生的UE,還有一款名叫CryENGINE的德國產引擎(下稱CE),可以與UE一爭高下。

翻譯者還用中文給它起過一個好聽的名字——“悲傷王子”。

CE最早由德國的Yerli三兄弟創造,它最初只是英偉達用於宣傳自家的技術水平,所開發出的技術演示,而產品剛剛釋出便一鳴驚人。Yerli兄弟不想只為他人做嫁衣,於是繼續進行CE的開發。

最終完成的第一款第一人稱射擊遊戲,就是後來被育碧連IP帶技術買走的,開放世界標杆射擊遊戲——《FarCry》,中譯名《孤島驚魂》。

遊戲《孤島驚魂》

CE擅長超遠視距渲染,視野距離可以達到2公里,能夠實現“無縫”的場景切換。

在原先的3D遊戲中,人物從室內走出室外,通常需要經過一個不短的“Loading”介面,而CE完成的“無縫場景切換”,在當時的遊戲開發、乃至圖形學界掀起了一次革命。

今天,CE的名聲雖然不如UE、Unity響亮,然而在電子遊戲乃至圖形學的歷史上,CE卻留下了不少“濃墨重彩”:從最早的《孤島驚魂》(後來連IP帶程式碼賣給了法國大廠育碧)、《腐爛國度》、再到後來聲名狼藉的《星際公民》……

中國廠商也十分喜歡CE,暢遊、蝸牛等廠都用CE開發過遊戲,騰訊與卡普空合作的《怪物獵人Online》,也是用CE開發的。

而《孤島危機》絕對是CE的當家作品,由CE的開發者Crytek所自研,幾乎窮盡了當時CE的最大潛力,從光影到細節,畫面令人震撼,不過也因為對硬體效能壓榨過於嚴重,在玩家中常常被稱作“顯示卡殺手”。

遊戲《孤島危機》

某種程度上,吳小毛是個十分感性的人。如同數年前,被《指環王》所感動看到了《孤島危機》的吳小毛,又燃起了對Crytek這家公司的熱情。

說幹就幹,沒過多久,吳小毛就應招進入了Crytek。在這家規模數百人的世界一流引擎公司裡,吳小毛是當時引擎研發部裡唯一一箇中國人。

吳小毛剛進入公司時,正是Crytek風光無限好的時候。

彼時,CE早在遊戲業界建立起了不錯的認知,當年圖形學頂級學會——SIGGRAPH大會上,Crytek主持的講座一臺接著一臺,甚至讓不少學術界的研究人士汗顏。

要知道,如CE這麼大的工程,核心開發團隊不過十幾個人,個個是以一當十的極客精英。每個開發模組都僅僅由一兩個人負責,也不強調加班,與國內“堆人堆時間”的開發模式差異巨大。

這種自由、純粹的極客精神,不由得讓吳小毛大開眼界。在德國,吳小毛一干就是6年。

3

鯨魚從體育館中躍起

對遊戲或圖形學領域有所瞭解的人,大多瞭解CE最終隕落的命運。Crytek有一流的團隊,也有好的作品,為什麼最終沒能打過Unity和Unreal?

在吳小毛的敘述,和從業者給出的其他訊息中,雷峰網認為,Crytek的敗局很可能是“成也極客,敗也極客”。

一方面,在《孤島危機》名頭正盛時,Crytek沒有乘勝追擊,將IP的價值發揮到極致,反而轉向開發了《羅馬之子》等一些新的IP,甚至還分出力量做了社交類應用。舊有領域還尚未做透,就要向自己所不熟悉的領域進發,最終結果當然不如人意。

反觀Epic,用了幾年時間,將《堡壘之夜》做成了世界級IP,並且將這一IP與Unreal緊緊捆綁,建立了不錯的品牌認知,距離C端更近,也藉此更進一步,在與CE的競爭中佔得先機。

另一方面,一個開發了十幾年遊戲引擎、接觸過CE原始碼的老兵對雷峰網表示:CE“很技術,但不工程”。

他說,CE3的程式碼相當混亂,就如同是大量的技術的“一鍋亂燉”,冗雜在一起,竟然還能跑起來,讓人十分驚訝。

在渲染器模組裡,CE居然將DX9和DX11兩個不同版本的API混在一起編寫,整個程式碼邏輯幾乎不可讀,更新維護起來更是根本難上加難。

“CE能做一個非常好的Demo,但要用它去按專案開發的方式,去做這種流水線式的開發,CE是做不到的。”他最後這樣總結道。

Crytek熱情洋溢、甚至有些放飛自我的開發模式,讓CE程式碼的技術端十分超前,但卻忽略了最重要的框架。

雖然在產品端,玩家一時看不出引擎的優劣;但在開發端,開發者們卻很難把這個工具實際投入使用。

越來越少的人願意用CE開發遊戲,CE的生命力也就慢慢消亡了。

吳小毛身處其中,也自然能看到Crytek的弱點,逐漸開始動了離開Crytek的念頭。

提出離職時,Crytek的CEO——Cevat Yerli也很不解:一箇中國人,能在這家世界一流的引擎公司裡,做到直接與CEO彙報的級別,薪資待遇也相當優渥,為什麼會想要離開?

Cevat Yerli,Crytek的創始人與時任CEO

“我想讓圖形引擎的工具,有更多和更廣泛的群體使用。”吳小毛如此回答。

儘管言之鑿鑿,但吳小毛還並不清楚這條路具體該怎麼走。 不過他心中有一個明確的方向:遊戲技術的嚴肅化和工業應用。

可以說,吳小毛最終選擇創業,是被一條視訊“忽悠”了。

彼時,一家叫Magic Leap的AR眼鏡公司釋出了一則產品宣傳片。視訊中,一群學生圍坐在一個體育館裡,而倏忽間,一隻鯨魚從體育館的地板上躍出,帶起驚天的波浪,又撲回地面,轉眼間在水花中消失不見。

靠著這個驚豔的效果,Magic Leap給XR領域呈現了一個令人信服的願景,收穫融資無數,一時估值達到67億美金。

然而,不少人是後來才知道,這個視訊居然並非實機演示,而是一個特效“假視訊”。

別人看過一次,只覺是特效驚人; 吳小毛則是翻來覆去地看了許多遍,他看到的是圖形學技術在非遊戲領域裡新的可能。

遊戲技術——尤其是圖形學技術——在文化作品保護、智慧城市、影視製作的領域,正越來越受到重視。

尤其是在國內行業嚴重受制於版號的今天,逃離遊戲,可能將成為不少遊戲廠商成長的“第二曲線”。

而早在Crytek時,吳小毛就開始接觸,如何使用遊戲引擎賦能影視行業。他曾搭建了一個叫Cinebox的團隊,用CE的技術,輔助過《移動迷宮》、《猩球崛起》的特效製作。

由於影視團隊大多不懂程式,Cinebox的產品也主做低程式碼,來讓更多不懂技術的人加入CG後期製作中。

這一塊,吳小毛就做了三年半。

2015年離開Crytek後,吳小毛先是在德國“招兵買馬”,又回到中國拉起了一個團隊,起名“GritWorld”,中文名“粒界”。

剛開始,吳小毛想複製他在Crytek組建Cinebox團隊的經驗,通過改造一個成熟的遊戲引擎,為非遊戲領域——如數字內容創作、智慧城市和混合現實等領域——賦能。

隨著領域的前沿疆域被不斷突破,圖形學技術也再不願被侷限在建模、動畫和渲染。它正在從互動入手,逐漸對計算機學科的各個其他領域提供新的視角,也為新興硬體(比如XR)的互動,給出了新的可能性。

XR領域的互動,較之3D遊戲領域更加充滿挑戰。XR的互動不僅是3D的互動,更是虛擬和現實互聯互通的互動,相較遊戲又多了一層維度。

粒界嘗試過UE,也嘗試過其他開源的引擎。然而這麼做,一方面開發難度巨大、週期很長,另一方面公司的核心競爭力也積累不起來。

於是吳小毛又花了5年時間,一邊持續做專案,保證生存;一邊持續開發著自己的自研引擎。

通常認知下,圖形引擎賽道早就被Unity和UE兩款產品佔領,前者輕量、泛用,後者精緻、逼真,吳小毛想做自研引擎,憑什麼和這兩家引擎爭奪市場?

開發思路上,粒界選擇的還是傻瓜化、低程式碼的道路,以讓創作者在沒有經驗的情況下,不需要學習那麼多重度的複雜的功能,就能創造內容。

在XR和元宇宙正成為大趨勢的當下,粒界開發的引擎工具也正超前地進行佈局。做智慧的引擎,以讓更多使用者能加入3D內容的創作;做異構的引擎,以適配更多的終端,覆蓋更多使用者。

4

結語

與圖形學結緣20年,吳小毛一路鑽到了這個學科的最深處。他輾轉待過兩個中外的最頂尖團隊,如今終於還是走在了創業的路上。

疫情前的吳小毛,每個季度至少都要飛一次德國,2020之後頻率降為每年兩次。光在兩地隔離,吳小毛一年幾乎就要有2個月的時間住在酒店裡。

回到上海之前,吳小毛在杭州,和他當年在微軟亞研的同僚們聚會喝茶。在朋友圈裡,他寫到:“想起當年半夜困了就睡沙發,醒了就繼續程式設計,半夜還有永和豆漿,全力以赴衝擊Siggraph的歲月。

“爽!”在最後,他加了一個大大的笑臉。

以下是雷峰網與吳小毛對談的採訪實錄,其中有關於產學研結合和“智慧異構”圖形學引擎,兩個方面的前沿認知和觀察,雷峰網在不改變原意的情況下做了精選和整理:

雷峰網:在您看來,圖形學的發展一共經歷了幾次大的變革?

吳小毛: 在我看來,圖形學的發展與人機互動方式的推進分不開。從最早的SketchPad,到Windows,再到智慧觸屏手機和未來的XR,圖形學仍在向著更智慧、更多樣的方向發展。

同時,硬體的變化也是不容忽視的趨勢。圖形學的歷史程序,與硬體的發展脫不開干係。如果英偉達、AMD晚兩年推出他們的獨立顯示卡,那麼UE、CE、甚至Unity的上市都會受到很大影響。

雷峰網:那在互動和硬體仍在不斷變化的趨勢下,粒界的技術佈局是怎樣的?

吳小毛: 圖形引擎在接下來的下一代人機互動裡面,我覺得它是一個聯結器和求解器,而開發“智慧、異構”的引擎,是我們的技術目標。

一方面,我們的圖形引擎要深度和AI技術結合,以人機協同代替人機互動:另一方面,我們的引擎也要能夠足夠覆蓋更多的硬體裝置,以提前應對未來紛繁複雜的硬體生態。

下一代的人機互動是迭代出來的,不是被定義出來的。人和AI的維度太高了,而且應用領域也比以前更廣。硬體對軟體的定義作用會越來越小,而軟體通過一個互動來定義,所以在未來,軟體和硬體的整個生態是反過來的。

而如果沒有一個智慧、異構的圖形引擎,下一代的互動可能永遠都迭代不出來。因為開發者不知道他怎麼去異構地統一排程他的資源,這樣就會導致每個單點設計,他都可能會走偏掉。

舉個很容易理解的例子,如果只在AR眼鏡裡不停迭代互動方式,那就容易面臨一個問題:實際不可能把所有的計算放都在眼鏡裡進行,有時要在手機、PC等其他終端進行計算,否則單憑眼鏡的算力難以滿足輕量化和3D計算的需求。只考慮單一硬體算力的互動,從出發點上就有問題。

異構的圖形引擎可以在不同的硬體上實現泛用,就避免了這個問題的出現。

所以我常說,我們在做的是第四代工業革命的第三代圖形引擎。

雷峰網:在圖形學發展的路上,除了企業自己實現技術升級,您認為還有哪些助力,在未來值得期待?

吳小毛: 其實產學研結合,是技術發展中一個很值得關注的趨勢。

當時在Crytek,我們做了一個非常酷的事情。皮克斯有一個叫RenderMan的渲染器,它的演算法REYES Pipeline當時使用的還是CPU計算。我就從德國卡魯理工學院招來了一個博士生,我們團隊和他一起,將這個演算法移植到了GPU上,極大提高了它的效能。

後來皮克斯的創始人,圖靈獎獲得者Edwin Catmull 對我們的這個專案讚賞有加,說他們皮克斯都沒有實現的技術,被我們Crytek實現了。

在Crytek時,我們還與德國的亞琛工大有一個合作專案,研究關於面光源軟陰影的專案。

雷峰網:那 我們在中國,產學研結合做得怎麼樣?

吳小毛: 從企業角度來看,我們產學研在中國做得並不好。

這一點其實德國人做的比我們好很多,企業和高校之間的繫結關係非常緊密,而且他們學生在大三大四的時候就會大量的實習,所以他們在掌握很強研究能力的同時,學的東西又比較實用,這種能力對於產學研結合是十分重要的。

產學研結合還很挑專案:找到一個又有研究價值,又有工程價值的專案,本身就很難。

當然,中國也有產學研結合做的很好的專案,我在上海交大的恩師,馬利莊教授,就與騰訊的優圖實驗室有很好的合作,在今年的Chinagraph大會上還榮獲了“計算機圖形學傑出獎”。                  

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