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People 员工访谈
汽车模拟开发工程师
Car Simulation Development Engineer
STAFF INTERVIEW
1994年成为Sony Interactive Entertainment旗下《卡通赛车大奖赛》(Motor Toon Grand Prix)开发团队的一员,该团队是Polyphony Digital的前身。在此之前,他曾在一家日本电子公司的研究所工作。从那以后,他便一直负责《卡通赛车大奖赛》系列、《跑车浪漫旅》系列以及《摩托浪漫旅》(Tourist Trophy)系列的车辆模拟开发。
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和双胞胎兄弟一起制作3D迷宫
我来自福冈,还有一个双胞胎兄弟。从小学起我便喜欢组装一些电子器件。到了初中一年级的时候,有一天我去镇上的电子零件店买零件,看到店里摆放着一台PC-8001。那时我已经略通电子,可以焊接复制出杂志和书上介绍的电路,但始终无法自主设计出电路。
我隐约感觉到,将来有一天自己能够通过组合指令来指示计算机的操作,让它按我的想法运行。对我们两兄弟来说,这可能是更适合的学习路径。于是我们向父母提出想要一台电脑,他们便给我们买了一台MZ-80K2E。我们照着杂志上的代码编写游戏,还对代码进行修改来自娱自乐。通过这种方式,我们逐渐加深了对计算机的理解。对了,我们还自己做了3D迷宫。
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担任《Oh!X》杂志的撰稿人
后来我考入了东京的一所大学,还得到了一台X68000电脑。大一后半学期我买了一套C语言开发工具,随后编写了一款光线追踪软件。再后来我带着这款软件去《Oh!X》杂志的编辑部投稿。现在回想起来,那时的自己真的很大胆。
虽然这款软件没能刊登,但杂志社还是给了我一份工作,让我每个月围绕特定主题撰写文章。文章主题涵盖面很广,除了物理模拟相关内容,还有多边形渲染、抗锯齿等大量图形类相关的内容。
当时,杂志设立了一个专栏,希望通过这类阐述程序开发过程的文章来“培养读者程序员”,而我便负责在专栏中介绍编写这些程序所需的“思维方式”。
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发现赛车游戏
大学生涯后半段,我接触到了一款3DCG赛车游戏《Indianapolis 500: The Simulation》,这款游戏给我带来了极大的冲击。游戏用轨迹球操控转向,虽然没有如今方向盘控制器那样的力反馈功能,却能让人真切感受到驾驶的代入感。通过对感官上的影响,让你的双手感受到车辆的转向不足。
街机平台的F1模拟游戏《World Circuit》和《Hard Drivin'》至今仍是我心中的标杆游戏。当时的X68000电脑在2D处理方面已经很出色了,但要实现3D效果,就必须通过软件让CPU绘制图像,输出到帧缓冲区。
脑洞大开的我曾经想在X68000上制作一款类似的3DCG游戏,但最终考虑到硬件性能有限,难度太高,只能忍痛放弃了这个想法。
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用家用游戏主机实现工作站级3DCG效果
我希望在将来从事CG相关工作,于是向学校教务处提交了申请,随后被引荐到了一个校友任职的研究室。在入职的头两年,我主要参与与数学计算相关的工作,用有限元法模拟材料的热传导。之后我转到了一个CG部门,第一次摸到Silicon Graphics工作站时,我欣喜万分。我惊喜于这台机器能实现环境映射等多种功能,尽管它的价格高达数十万美元。
参加工作后,我依然在《Oh! X》杂志上连载专栏。后来通过杂志方面得知了“一位很厉害的学生!!”—— 这个人就是横内(Yokouchi)先生。他在X68000上开发了一款3DCG实时渲染引擎,而这正是我当初知难而退的想法。从1993年起,我和他在杂志上共同开设了一个名为“Hardcore 3D Ecstasy”的专栏,专栏分两部分:“A篇”由我撰写与车辆模拟相关内容,“B篇”由横内先生撰写与3DCG相关内容。
山内(Yamauchi)先生在读到这批文章后联系了杂志社编辑,我和横内先生也在编辑部第一次见到了山内先生。与他的会面至今想来也记忆犹新。我感觉自己见到了一位了不起的人物,也被山内先生描绘的未来深深吸引住了。
之后,我拜访了《卡通赛车大奖赛》的开发办公室。在看到家用游戏主机上运行着3DCG的画面时,我被彻底迷住了,心里想着:“我很想用它做些有意思的东西!”我原本以为只有售价几十万美元的工作站才能实现的功能,如今在家用游戏主机上也能做到了。我是在开发后期才加入这个项目的,但我负责编写了《卡通赛车大奖赛》游戏中车辆(角色)的物理模拟。

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采用全新物理模拟的Motor Toon R
《卡通赛车大奖赛2》的开发工作随即启动。山内先生为《卡通赛车大奖赛》系列定下了一个开发原则:“虽然游戏以架空的幻想世界为背景,但仍需按照模拟类游戏的标准制作”。而《卡通赛车大奖赛2》通关后解锁的模式“Motor Toon R”正是这一原则的体现。
在当年,游戏的物理模拟纯粹参照现实经验设计:方向盘往哪打,车就往哪转。但在“Motor Toon R”中,我将重点放在了车辆过弯时涉及的物理现象上,并对算法的核心部分进行了彻底重构。这种尝试能否成功在当时还是个未知数,但最终的结果是好的:向右转动方向盘后,在不同车况下车辆未必会向右转弯,反而可能会出现漂移。
在《卡通赛车大奖赛2》之前,如果要实现漂移动作,需要将车辆的物理模拟切换到专门的漂移模式。而这次重大突破性为我们开拓了新的可能性——无需切换模式,就能实现统一的车辆运动状态。
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迈向《跑车浪漫旅》系列
在此之前,我们的许多设计的诞生都有些偶然的成分。例如,《卡通赛车大奖赛2》中驾驶气垫船的角色就是灵机一动的产物。在剧情设定里,这个驾驶宇宙飞船的外星人角色充满了奇幻色彩。但它却成了我们如今一切的开端。
随着“Motor Toon R”物理引擎逐渐成熟,同期开发的《跑车浪漫旅》也因此受益。《跑车浪漫旅》计划收录100多款车型以及这些车型的改装版本,要将所有真实车型都进行实车测试,再根据驾驶感受为每款车单独调试物理参数,显然是不现实的。
从“Motor Toon R”到最新的《跑车浪漫旅》系列,我们始终秉持的思路就是依据车型官方参数表中的各项数据,来模拟每款车的整体特性。
在处理细节上的优化以及特殊车型的适配上,我们会具体情况具体分析,但整体上采用的方法保持不变。我的最终目标是打造这样一个无需为每款车进行单独调整,只需输入车型官方参数表中的数据,就能模拟出车辆行驶动态的系统。当然了,也有像“Vision Gran Turismo”系列这样的例外,其中部分车型的传动系统采用了现实中还未开发出来的技术,因此有些时候也需要进行单独调校。

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Polyphony Digital的特质
公司的理念便是追求理想中的完美。众所周知,游戏是一种商品,有发售日期和开发期限。
但我们会尽可能争取更多时间,力求打造出最优质最完善的作品。开发物理引擎,需要严谨的“逻辑推导”。
当你根据官方参数表输入数据后,若车辆行驶状态不符合预期,人们往往倾向于“走捷径”——利用经验添加特殊机制来强行修正,但我们会尽可能避免这种做法。
当然也存在例外情况,比如需要将高成本计算整合到物理模拟模型中。但即便如此,这些计算背后依然需要有严谨的逻辑依据。我认为,这一点不仅适用于车辆模拟领域,也普通适用于PDI的所有业务线。
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关于车辆模拟开发工程师的招聘要求
我希望加入团队的人都是热爱驾驶,能够理解不同车型之间存在的差异,同时主动去探寻这些差异的人。当然你需要具备将这种理解转化为程序代码的能力。但车厂提供的数据并非总是完整的,因此还需要具备对缺失的数据进行合理推测的能力。这一岗位还需要你与各家制造商的研发人员沟通来进行适当的参数调整。这是一个深耕越久、发展空间越广阔的领域。因此,更需要你持续主动地去研究学习自己不知道、不了解的知识,这一点至关重要。
此外就是竞速游戏特有的设备——方向盘控制器。在真实车辆中,轮胎橡胶发生形变时会立即产生反作用力,但在游戏中,USB通信延迟和模拟频率会导致反作用力延迟,进而影响转向手感。目前这个领域仍处于开发初期,因此我希望能找到志同道合的伙伴,与我们一同研究,共同打造《跑车浪漫旅》的未来。

