“游戏技术的诞生是20世纪50年代人工智能领域推进、验证创新性理论的‘副产品’,是一个‘美丽的意外’。”

    “电子游戏突出的趣味属性掩盖了它的科学属性,所以游戏技术长期为人们所忽视。”

    “2020年游戏技术对我国芯片产业的技术进步贡献率大约为14.9%;对于5G和XR(VR/AR),游戏技术的科技贡献率达46.3%和71.6%。”

    ——选自《游戏技术——数实融合进程中的技术新集群》

    7月21日,由中国音像与数字出版协会指导,中国音数协游戏工委、中国游戏产业研究院主办的“数实融合进程中游戏的科技生产力”游戏科技主题论坛在绍兴举办。在本次论坛上,中国游戏产业研究院、中国科学院自然科学史研究所王彦雨课题组共同发布了《游戏技术——数实融合进程中的技术新集群》报告。

    在这份研究报告中,通过回顾游戏技术与相关前沿技术近半个世纪的发展历程,研究团队尝试对游戏技术进行独立分析,并首次明确提出了游戏技术的定义与内涵,并基于此尝试对游戏技术在推动芯片、5G以及XR扩展现实等前沿科技领域科技进步中的贡献率进行量化评估。

    从科技发展史入手,首次定义“游戏技术”

    “长久以来,电子游戏显著的趣味属性,掩盖了游戏技术的科学属性,使得游戏技术长期为人们所忽视。”课题组负责人王彦雨介绍道,为了能进一步揭示游戏技术与前沿科技共生发展的紧密关系,通过系统梳理游戏技术半个多世纪的发展历程,研究团队形成了游戏技术的知识图谱,提出游戏技术“科学时期”、“产业时期”和“社会时期”三大发展阶段,并首次尝试归纳了游戏技术的定义和内涵。

    根据研究团队的定义,“游戏技术”指的是在电子游戏中首次实现规模化应用,以丰富和提升人的交互体验为主要目标的技术集群。游戏因其可交互、高仿真、强沉浸、实时渲染等技术特征,正在逐步被应用到社会经济的多个领域,成为推进数实融合发展的重要技术工作箱。

    王彦雨表示,之所以提出并定义“游戏技术”概念,一方面是因为,长期以来,游戏技术这样一个重要且有着突出贡献的技术门类,一直被社会各界所忽视;另一方面,面向未来,希望能系统展现游戏技术在人机交互和叙事交互领域的优势,充分发挥其在数字社会建设和数实融合发展进程中的重要价值。

    游戏技术的诞生,是人工智能和计算机科学研究的“副产品”

    电子游戏的发展与前沿科技的关系,远比我们想象得要深。研究发现,电子游戏几乎和计算机科学同时诞生。1946年计算机诞生,1947年计算机先驱、人工智能研究之父图灵就在论文中提到人工智能研究与游戏的关系,认为棋类游戏是展示机器“思维”能力的重要场域,并且写了一个当时的计算机还无法运行的“游戏规则”代码——国际象棋程序。

    当时的电子游戏,因其具有明确的规则、严格的边界以及强博弈性等特性,天然地成为研究和验证人工智能的重要工具。在图灵之后,随着人工智能研究领域愈发成熟,先后出现了启发式搜索法、棋步剪枝法等人工智能新发展,与之相适配的电子游戏形态的科研成果也逐渐增多,出现井字游戏、网球游戏、国际象棋、跳棋等电子游戏的早期雏形。

    1962年出现了第一款非研究属性的电子游戏——《Space War!(太空战争)》,一般意义上的电子游戏正式诞生,这是计算机科学与人工智能研究过程中的一次有趣意外。“要知道,电子游戏最早的硬核玩家,其实都是实验室里的科学家。”王彦雨介绍道,计算机和人工智能为电子游戏带来了更为丰富的内容变化和趣味体验,作为休闲而不是科研的电子游戏自此以后开始流行于美国计算机科学相关研究的各大高校和科研院所师生之间。电子游戏与计算机科学这种一体两面的关系,在实验室里保持了20余年,这一阶段即是游戏技术的“科学时期”。

    游戏技术是许多前沿技术革新发展的天然“孵化器”

    1972年,第一款家用游戏机出现,电子游戏的娱乐属性逐渐被释放出来。随着互联网,尤其是移动互联网的快速发展,电子游戏迅速成长为全球最重要的数字内容产业,成为我们日常生活的重要组成部分。与之相关的技术体系也开启了独立化进程,游戏技术因此进入“产业时期”。

    基于庞大的用户基数,以及对算力、图像显示、网络带宽的极致追求,在这一时期,游戏成为一个巨大的技术磁场。一方面,它不断吸纳其他领域的新技术。几乎每一次科技浪潮,都在重塑游戏的生态面貌;另一方面,游戏也反向推动着许多前沿科技的革新与发展,成为芯片、5G等许多前沿技术的“天然孵化器”和“试验田”,游戏行业也在此期间也积累了大量独特的技术能力。

    像在硬件领域,游戏为CPU、GPU等半导体集成电路产业领域创造了需求,直接催生了像英伟达这样的全球顶级芯片公司;在软件领域,游戏开发直接促进了3D内容制作平台、游戏引擎和云渲染的蓬勃发展,为虚拟现实乃至虚实融合打牢地基;在移动通讯领域,游戏对高带宽和低延迟的强追求,成为普及以5G为代表的高速网络的核心驱动力。

    报告也首次尝试将游戏技术对其他数字产业及相关技术体系的驱动力进行了量化分析。通过引入和测定行业科技进步贡献率、游戏技术知识图谱与其他产业技术知识图谱的关联系数等变量,结合国家统计局、相关部委、行业协会的公开统计数据,研究团队发现,2020年,游戏技术对我国芯片产业的技术进步贡献率约为14.9%;而对于5G和XR扩展现实这两个数实融合时代的重要基础设施,游戏技术的科技贡献率更是高达46.3%和71.6%。由此可见,游戏技术已经成为推动科研创新发展的重要动力来源之一。

    游戏技术正在成为数实融合发展的重要“工具箱”

    近年来,伴随着数字经济的快速发展,这些游戏技术也突破传统的游戏场景,开始被运用到数字文保、工业仿真、智慧城市、影视创作等越来越多不同的领域中。这一时期被研究团队定位为“社会时期”,游戏技术开始走出游戏产业,成为推动不同产业数字化转型,走向数实融合、构建数字孪生体的核心工具,开始在更大范围内创造出更大的社会经济价值。

    论坛上,来自腾讯、波克城市、趣加等企业的代表,以及科技日报、中国贸促会研究院、中国传媒大学的专家学者也分享了多个游戏技术的创新应用案例。

    像在航天航空领域,腾讯互娱研发效能部副总经理李从兵谈到,基于自研游戏引擎能力,目前,腾讯正与南航翔翼共同研发国产全动飞行模拟机视景软件系统,以数字化助力国产全动模拟机研制,加速中国民用航空领域的技术突破和发展。

    在医疗卫生领域,波克城市副总经理张韬介绍,目前他们正尝试将游戏运用到儿童弱势患者的治疗中。除此之外,凭借其图形可视化强、反馈感强等方面的优势,游戏技术也被逐渐运用到医疗人才培养中。

    在智慧城市领域,借助游戏引擎高效的动态渲染能力和交互支撑能力,技术人员可以建立城市物理空间的数字孪生镜像,为城市的规划仿真、运行管理、防灾减灾、社区智能管理等提供支持。

    在数字文保领域,游戏技术为文化遗产活化创新提供了新动能。通过对文化遗产的高精度采集和数字化建模,在屏幕中“实景复制”文化遗产的外观和细节,这不仅能够帮助专业人士对文化遗产进行后续的维护和修缮,也为大众提供了一个低门槛、沉浸式体验文化遗产的窗口。

    报告称,很长一段时间,当大众谈论游戏的时候,主导话语的往往是情绪而不是观点,是道德焦虑而非理性分析。这种情绪性的价值判断,不利于我们真正理解游戏及其背后技术的全貌。

    此次中科院研究团队尝试从科技创新的角度来重新审视游戏技术,不仅将有助于全社会重新认识游戏产业所蕴含的技术创新价值,也能更好的发挥游戏技术在数实融合发展进程中的关键作用,并为数字技术的系统研究提供了一种全新视角。