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來源：互聯網

虛幻引擎（英文：Unreal Engine）是由Epic Games 公司推出的一款游戲開發引擎，于1998年推出第一代。虛幻引擎的口號是“全球最開放、最先進的實時3D創作工具”。該產品被廣泛應用于游戲產業中，創作出《戰爭機器》《質量效應》和《無主之城》等3A大作，還越來越多地用于滿足建筑、汽車、影視等行業對于實時3D技術的需求。

截至2023年10月13日，虛幻引擎最新版本為虛幻引擎5.3。2020年5月13日，虛幻引擎5發布。2022年4月5日，虛幻引擎5正式版正式開放下載。2023年9月6日，虛幻引擎5.3正式發布。虛幻引擎5不僅支持playstation 5、Xbox 為代表的次世代主機，還支持現世代主機（PS4、Xbox One、Switch）、PC、Mac、Android、iOS。

截至2023年，虛幻引擎已經從一款游戲引擎，成為全球領先的互動娛樂和實時 3D 創作工具集，將先進的實時技術廣泛應用到建筑、動畫、電影、訓練模擬、健康醫療等各個行業，創造一個全新的世代。

發展歷程

開發背景

在1991年，Tim Sweeney開發出了《ZZT》系列游戲作品，它以獨一無二的三部曲發布形式。并且它包含了一個編輯器，讓玩家可以創建自己的游戲關卡。Tim Sweeney受到Scott Miller的影響，把命名為“ZZT”的編輯器游戲按照Sharewar的方式放在BBS上試玩出售。

從1991年中開始，Tim Sweeney以他的個人小公司向ZZT的創作者提供服務，包括定期的郵件通訊，創作比賽等等，形成了最早的創作者社區文化。Tim Sweeney嘗試了類似F2P的商業模式，還打造了一個真正的創作者社區。

1991年10月，Tim Sweeney把自己一個人的公司名字變更為Epic Mega Games（后續改為Epic Games）。Epic 成立之后，Tim Sweeney拿出ZZT所賺到的錢，邀請了id Software的創始人之一Mark Rein，作為主管市場和銷售的聯合創始人加入Epic。Mark Rein加入Epic之后很快做了幾個重要招聘，招募了一位熱愛游戲的年輕人Cliff Bleszinski，他就是CliffyB。

直到1993年12月10日，《毀滅戰士》（Doom）橫空出世，是世界上第一個3D游戲，之后很快又推出了《雷神之錘》（Quake），世界上第一款真正基于3D引擎的游戲。一直到1994年下半年，Tim Sweeney開始看到了游戲里存在的問題，盡管擁有當時一流的游戲引擎，但毀滅戰士和雷神之錘的編輯器卻很一般，而且，游戲引擎和編輯器被設計成完全獨立的兩個部分。Tim Sweeney認為，和傳統的軟件碼代碼不同，游戲創作的關鍵是內容，必須有更方便趁手的工具平臺來支持內容創作，這就是，圍繞以編輯器為核心來進行游戲開發，編輯器通過底層引擎的支持來實現游戲內容的實時編輯和查看。

虛幻引擎1

第一代虛幻游戲引擎（英文名是Unreal Engine，簡寫UE）在1998年由Epic Games公司發行的。虛幻引擎專為制作3D射擊游戲而生，其遠勝同時期引擎的表現力讓它成為當時業界的寵兒。

Epic團隊在1995年立項《虛幻》（Unreal），Tim Sweeney選擇游戲和引擎并行開發的路線，他自己負責開發核心的3D引擎和編輯器，CliffB作為游戲主創， Mark Rein負責市場推廣和項目把控。經過了長達三年的開發，1998年5月22日，科幻射擊游戲《虛幻》游戲終于發布?！短摶谩吩诋敃r被視為與《雷神之錘》系列比肩的作品，玩家將扮演一位罪犯運送艦的生還者，在Na Pali星球上對抗Skaarj外星種族，并解放Nali星人。

在1999年，Epic發布了虛幻系列的第二款游戲《虛幻競技場》。虛幻競技場系列首次進入第一人稱射擊領域，雖然有著諸多缺點，但依舊以華麗的游戲畫面，出色的電腦AI而贏得廣大游戲迷們的喜愛。

虛幻編輯器直接調用虛幻引擎渲染場景，創作者可以預覽和測試自己的創作成果，并且，所有的關卡布局可以實時調整，這是同期其他游戲編輯器無法做到的事情。

虛幻引擎1在彩色光照和紋理過濾上的軟件渲染性能已經接近硬件級的加速，而且虛幻引擎1還支持當時CPU剛剛集成的單指令多數據指令，這讓它的性能進一步增強。

隨著虛幻引擎的發布，有十多款使用虛幻引擎打造的第三方游戲也陸續發布并取得了商業成功。而更讓Tim Sweeney開心的是，他的偶像同時也是商業同行的John Carmack盛贊了虛幻引擎的重大技術突破。John Carmack的背書讓虛幻引擎很快成為了游戲開發行業里非常受關注的工具。

虛幻引擎2

2002年，Epic發布了虛幻引擎2，相比第一代虛幻引擎，虛幻引擎2的全部代碼幾乎重寫，并集成了最新的編輯器。并且支持虛幻引擎2的游戲也開始變得更加豐富，《細胞分裂2：明日潘多拉》，《荒野大鏢客：救贖2》，《彩虹六號：雅典娜之劍》以及《虛幻競技場》都是在虛幻引擎2之上的作品。

在虛幻2之后，Epic曾對虛幻引擎2進行一次小型升級，提高其渲染性能，一般都稱這段時間是虛幻2.5時代，但很快被虛幻引擎3替代。

虛幻引擎2運行時是跨平臺和桌面實時3D渲染解決方案。隨著硬件的進步，運行時利用最新的 3D 增強功能，并為交互式演練提供穩定的平臺和模擬。

虛幻引擎2是為了《虛幻競技場2003》開發的，這個版本的虛幻引擎被Unreal ED3編碼完全重寫，同時將《虛幻競技場2004》中改進載具模擬的Karma physics SDK集成在一起，也強化了許多元素。隨著游戲開發的需要，游戲引擎的內涵也在不斷擴大，虛幻引擎2引擎集成了Karma 物理加速技術開發包，引擎中的物理效果得以增強，并且開始支持playstation 2、XBOX與GameCube等主機平臺。

虛幻引擎3

第三代虛幻引擎最初于2004年露面，此引擎不僅繼承了前兩代引擎的優點，也在此前的基礎上再度進行了升華，逐像素光照取代了逐頂點光照并引入了伽馬校正HDR渲染等功能，所有的一切都變得更加易于使用，同時游戲的畫面也在本質上得到了巨大的提升。

2006年，Epic Games正式推出了虛幻引擎的3.0版本。值得一提的是，Epic Games還于2009年免費開放了虛幻3引擎的開發者工具包，開發工具包的免費開放給小規模的開發商或個人開發者提供了極大的便利。為了鼓勵小型團隊和個人開發者，Epic公司甚至會舉辦“開發者大賽”，每年提供高達100萬美元的獎金。

在2011年游戲開發者大會上，Epic發布了一個全新的虛幻引擎3實時演示作品“Samaritan”，它利用了DirectX 11支持、高端的渲染功能、NVIDIA APEX物理技術及其他引擎升級功能。

虛幻引擎3一開始是在主機(PS3、XBOX360等)上被廣泛使用，比如戰爭機器、榮譽勛章·空降神兵等，后來則在PC上也有不少佳作。在采用Unreal3引擎的游戲中，《生化危機》《Alpha Protocol》《戰爭機器》《榮譽勛章：空降神兵》《槍神》《質量效應》《鏡之邊緣》都是知名大作，尤其是《戰爭機器》一度創下PC游戲的畫質神話。

虛幻引擎3是一套為DirectX 9/10 PC、Xbox 360、playstation 3平臺準備的完整的游戲開發構架，提供大量的核心技術陣列，內容編輯工具，支持高端開發團隊的基礎項目建設。

虛幻引擎3支持64位HDRR高精度動態渲染、多種類光照和高級動態陰影特效，可以在低多邊形數量(通常在5000-15000多邊形)的模型實現通常數百萬個多邊形模型才有的高渲染精度，這樣就可以用最低的計算資源做到極高畫質。虛幻引擎3還提供了強大的編輯工具，讓開發人員隨意調用游戲對象，真正做到所見即所得。

虛幻引擎3中集成的Scaleform GFx使得可以使用內置在奧多比 Flash Professional中的運動圖像作為游戲中的HUD和UI。它由一組代表視頻、視頻播放器及視頻中包含的單獨對象的類組成?？梢栽?HUD 中創建視頻播放器，從而使得可以完全地控制在游戲中顯示的視頻。

虛幻引擎3的Unreal Kismet工具允許非程序員編寫關卡中的復雜的游戲性流程腳本，允許用戶把簡單的功能性的Sequence Objects(序列對象)連接到一起來組成復雜的序列。

虛幻引擎3對游戲內光照和材質的渲染方式由頂點著色變為像素著色，并加入了大量實時光照效果，大幅提升畫面的真實感。再加上硬件提升帶來的模型多邊形面數陡增，輔以輕質的法線貼圖，玩家們見識到真正有次時代感的畫面。

虛幻引擎3還集成了許多現成的游戲技術，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物理加速技術是英偉達公司力推的，在PhysX游戲中會擁有更好的效果。

虛幻引擎4

2005 年 8 月，Epic Games 副總裁 Mark Rein 透露，自 2003 年以來，虛幻引擎 4 一直在開發中。直到 2008 年，Epic Games 的首席執行官兼創始人 Tim Sweeney 表示引擎“基本上”完成了開發。到了2014年2月22日，Epic發布了虛幻引擎4。虛幻引擎4在渲染方面取得了長足進展，打造了新的物理引擎Chaos。目標是要實現照片級真實，希望所做出來的就像現實場景一般。虛幻4引擎渲染速度改進會比之前快很多，這一功能不僅可以使用在光線追蹤上面，也適用于其他性能的GPU上。

同時，虛幻引擎4的跨平臺性可以支持Xbox One、playstation 4(包括索尼的Project Morpheus虛擬現實設備)、Windows PC、Linux、Mac OSX、HTML 5、iOS和安卓等。

Epic曾于2014年早些時候，以每月19美元的價格向開發者提供虛幻4引擎。2015年3月3日宣布免費后，Epic官方表示，將會提供按比例的退款，而且，每位支付過虛幻4引擎訂購費用的用戶都將獲得30美元的虛幻商城支付額度。

2014年9月4日，Epic Games正式宣布，學生和大學等教育機構可以免費使用虛幻4引擎服務和工具，包括之后的常規更新。

另外，Epic公司開創性地提出了開源分成方案：即免費對外提供游戲引擎，當開發者使用虛幻引擎開發的游戲，每季度收入達到3000美元（約2萬元）以上時，再支付利潤5%的分成。如果是一些免費游戲或者公司內部項目，將不會收取任何費用。從2020年開始，為了照顧小型游戲開發團隊，又提高了分成門檻，只有當總營收達到100萬美元（大約700萬人民幣）時，才需要提供5%的分成。

2016年11月15日，虛幻引擎 4.14正式發布。該版本包含一個針對 VR 進行優化的全新前向著色渲染器，在游戲中啟用清晰的多重采樣反鋸齒。全新的接觸陰影（Contact Shadows）功能可渲染出復雜物體的美麗陰影細節。此版本中還加入了一個全新靜態網格體自動 LOD 生成（automatic LOD generation）功能，此功能不需要第三方庫。還可以在兼容的安卓設備上使用 Vulkan，仍然支持 Visual Studio 2015。

2019年4月2日，虛幻引擎4.22正式發布。除了正式加入即時光線追蹤（RealNetworks 時間 Ray Tracing）技術，以精確呈現即時光照與陰影效果之外，也加入即時源代碼開發（Live coding），并且加速建置時間，在源代碼開發工具上，開始支持微軟最新Visual Studio 2019。

2021年8月19日，虛幻引擎4.27正式發布。該發行版大幅改進了GPU Lightmass功能，借助于新推出的3D配置編輯器，為LED體積或其他多顯示器渲染應用設計nDisplay設置變得更簡單了。在虛幻4引擎26中引入的虛擬攝像機系統得到了顯著改進，將支持更多的功能，包括多用戶編輯、重新設計的用戶體驗和可擴展的核心架構。還有一款新的iOS應用程序Live Link Vcam，專為虛擬攝像機功能而設計，該系統允許用戶使用iPad等設備驅動虛幻引擎內的電影攝像機。

在該系統中，編輯器中支持多用戶操作，可以重新設計的用戶體驗，可以將虛擬攝像機的輸出傳送至Composure、媒體框架（Media Framework）、編輯器視口或任何運行Unreal Remote應用程序的設備。支持用戶將自定義UMG控件疊加到輸出（畫面）上，并在編輯器中或設備上與其交互。還可以為觸摸屏以外的硬件輸入設備提供內置支持，例如控制手柄。

虛幻4引擎攝影特效系統，可模擬現實中的攝像頭還有鏡頭來打造如同電影般視覺效果，包括像光學變形、色差、動態模糊、景深等等。由虛幻引擎4創造出的數字人，實現的渲染算法已支持包括皮膚、臉部、眼睛、頭發乃至人物情感的表達呈現。

在實時光線追蹤方面，虛幻引擎4可以非常細致、非常嚴謹地提供關于光線的一些技術實現效果，之前的效果主要是折射還有光影等等，現在可實現水中光線的反射，同時還支持像柔和陰影這樣的效果，也可以實時調整光線，從比較刺眼變為比較柔和。另外也可以看到實時的折射，還有柔和的陰影，都可以實時呈現出來。

除光線追蹤器外，虛幻4引擎還添加了一個無偏差路徑追蹤器，提供間接光照路徑以實現完整的全局光照效果，在引擎中實現真正的真實效果參考渲染。它能改良虛幻引擎場景中的工作流內容，無需再導出到第三方離線路徑追蹤器中進行對比。

在虛幻引擎4當中，Epic為C++語言增加了Live Coding開發迭代功能，現在迭代編譯的反應速度更快，性能好，大量減少了編譯次數，編譯速度比之前快30%，在增量編譯方面快350%。另外增加了代碼實時編輯功能，可以在編輯過程當中不影響游戲就可以更改代碼。

虛幻引擎5

2020年5月13日，虛幻引擎5正式公開發布。2022年4月5日，虛幻引擎5正式版開放下載，虛幻引擎5保留了虛幻4引擎編輯器的所有功能，同時也對工作流程和用戶體驗進行了大量改進。通過《堡壘之夜》和《黑客帝國覺醒：虛幻引擎5體驗》演示，虛幻引擎5的Hi-Fi模擬能力實現了一種全新的流程：通過模擬進行電影創作。

虛幻引擎5允許用戶在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上部署項目。也可以在Windows、macOS和 Linux上運行虛幻編輯器。對于注冊了PlayStation 5、PlayStation 4、Xbox Series X、Xbox Series S、Xbox One和Nintendo Switch的開發者，平臺主機工具和代碼無需再額外支付費用。

2022年11月16日，虛幻引擎5.1正式推出。在這個版本中，以虛幻引擎5推出的開創性功能集為基礎，將引擎的健壯性和效率提升到了新高度，使它能夠被各行各業的創作者廣泛使用。虛幻引擎5.1為動態全局光照和反射系統Lumen、虛擬化微多邊形幾何體系統Nanite和虛擬陰影貼圖（VSM）打下了堅實的基礎，為游戲和體驗在次世代主機和具有足夠處理能力的PC上以60fps的速率運行提供了支持。同時，Nanite也得到更新，提供了一個可編程的光柵化程序，可以通過全局位置偏移實現由材質驅動的動畫和變形，以及不透明蒙版。

2023年5月11日，虛幻引擎52正式推出。其亮點之一是首次原生支持蘋果公司的 Apple Silicon 芯片，這意味著虛幻引擎可以充分發揮 m1 和 M2 系列蘋果芯片的性能，而不再依賴于 Rosetta 技術。

2023年9月6日，虛幻引擎5.3正式發布，帶來了大量全方位的改進。新版本除了增強核心渲染、開發者迭代和虛擬制片的工具集外，還為渲染、動畫和模擬引入了實驗性的新功能，讓你有機會在 UE5 中測試擴展的創意工作流程，減少反復切換至外部應用需要。

虛幻引擎5中的音頻播放的行為在Sound Cue中得到定義，可使用 Sound Cue編輯器對其進行編輯。在此編輯器中，可以組合多個聲音資產后混音，以此生成單混音輸出，另存為一個Sound Cue。

虛幻引擎5在原先基礎上主要是有兩個突破——Nanite和Lumen，這兩者的出現可大幅提升畫面表現和開發效率，較為“輕松“地給玩家帶來影視級別的視覺體驗。

Lumen是一種全動態的全局光照和反射解決方案，能夠對場景變動和光源變化作出實時響應，間接光照和光照反射都會實時變化。該系統可以渲染間接漫反射，支持無限反彈和間接鏡面反射。

Nanite是一種虛擬微多邊形幾何體系統，用戶可以直接導入電影級品質的源美術資產，而且能夠保證幀率穩定且無任何明顯失真。Nanite十分智能，它可以只流送并處理你能夠感知到的細節，能在很大程度上消除多邊形數量和繪制調用方面的限制。

產品特色

藍圖

藍圖（blueprint）是一種以C++為編譯目標的可視化編程語言，首次出現在虛幻引擎4中，實質上也是為了緊跟low code的時代潮流，用圖論取代文本，讓開發者不必再拘泥于語法導致的基本問題。圖形語言最大的好處在于可以將代碼中的各種樹形邏輯展示出來，大大提升了開發效率。

渲染能力

虛幻引擎的渲染系統是其擁有業界領先畫質以及卓越的交互式實時體驗的關鍵所在。虛幻引擎可以做到處理速度快，而且還能夠實時預覽，具備超強的渲染能力，讓虛擬人物更加立體和真實。虛幻引擎 5 推出了一系列開創性的功能，以令人驚嘆的高保真細節渲染實時場景。在虛幻引擎中，實時渲染使導演能夠縱觀全局，所見即所得。

非線性工作流程

對比傳統的工作流程，虛幻引擎的主要步驟分為DCC中創建資產，導入虛幻引擎，搭建場景，編寫材質燈光，sequence，編輯素材，輸出。EPIC官方給出的虛幻引擎使用流程期間它允許用戶在任意一個環節做出任意的修改，這不但節省了時間，杜絕了因為一個小bug就導致整個工作嚴重受影響的可能，還給了創作者們更大的發揮自由。

UnrealScript

UnrealScript是EPIC GAMES為了適應游戲編程的自然需要和細微差別而為虛幻系列引擎創建的一種各類C/JAVA語言。不僅如此，在21世紀初，UnrealScript就已經支持時間、狀態、網絡復制等功能，從而大大簡化了游戲編程的難度，為3D游戲程序員提供了一個同樣清晰、簡潔、可靠的編程語言。但在虛幻4引擎發布后，不再受到新版本的支持。

虛幻商城

虛幻商城旨在為虛幻引擎開發者提供一個高質量的內容平臺，幫助用戶開發商業項目或教育應用。在商城中，用戶可以根據需求購買教程和學習路徑等，也可以出售相關物品。在買家購買相應物品后，可以參與商品的評論，并給商品評分。商城中有部分內容永久免費或限時免費，可供用戶免費使用。

Verse

Epic 多年來一直在開發一種新的編程語言。新的編程語言被稱為“Verse”，就像元宇宙本身一樣，將公開開發。Epic 承諾不受限制地公開所有描述、規格和工具?？陀^地說，不需要新的編程語言，所有現有的編程語言都是圖靈完備的。但是就可擴展性（數百萬程序員為數十億用戶開發應用程序）、交易和互操作性而言，Verse 可以提供比現有編程語言更多的功能。

開發游戲

應用領域

游戲領域

虛幻引擎支持移動平臺、主機和PC等平臺，也可以用XR（AR、VR和MR）。使用虛幻引擎基于物理的光柵化和光線追蹤渲染，可以利用動態陰影選項、屏幕空間及真3D反射、多樣的光照工具和基于節點的靈活材質編輯器創作出實時內容?；靡鎽{借其多年的游戲產品開發積累，提供穩定的引擎技術支持，在眾多游戲平臺中均有爆款產品，以至于受到更多開發者的信賴，虛幻引擎使用者中，中國人占據世界第二，騰訊控股占股虛幻引擎48.2%。

建筑領域

在建筑領域，展示數據是一件非常重要的事。虛幻引擎5允許創作者在其建筑可視化中包含更多信息和數據，并為場景提供極高的視覺保真度。虛幻引擎可以導入來自各種3D、CAD和BIM應用的Hi-Fi數據，并具較高的逼真度；可以使用遠程協作工具讓其他人參與其中，方便實時溝通，同時可以使用VR/AR展示立體城市。

影視領域

Epic Games與奧斯卡、艾美、英國電影和電視藝術學院獲獎電影人和軟件工程師們一起，正在用虛幻引擎的實時技術，突破影視制作的邊界。時渲染能夠提供即時反饋，從初版概念圖到最終圖像都使用同樣的資產，消除制片流程中的浪費現象，并且在營銷、交互和場地娛樂體驗中反復使用這些資產。用戶可以使用MetaHuman創造高度逼真的數字人類角色，為其制作動畫，并用于虛幻引擎項目。

廣播與實況活動領域

虛擬制片越來越因其肉眼可見的“靈活性”和“降本增效”優勢，開始在影視、現場演出、廣播實況等領域推廣開來，成為備受追捧的“商業藍?！?。虛幻引擎可以將現場表演與CG混合起來，直連Disguise、Pixotope、Ross Video、stYpe及其他主流工具。作為一個可預測的平臺，虛幻引擎能夠持續工作。

動畫領域

隨著科技的進步與渲染技術的成熟，利用虛幻引擎的動畫制作方式贏得了不少制作者的好評。實時渲染帶來的是效率高，創作的時候直觀可視化。當導演需要看到一個鏡頭修改的時候，他不必等到第二天的早上，馬上就能看鏡頭修改結果。虛幻引擎功能齊備，內置了動畫工具，提供了用于制作環境的地形系統，具有粒子系統、物理系統和多軌非線性編輯器，支持基于發絲的頭發和毛發，可連接表演捕捉工具等。通過虛幻引擎，可以創建跨媒體管線，讓IP跨越線性動畫內容的界限，進入游戲、移動和VR等平臺。

汽車與運輸領域

可以利用虛幻引擎讓客戶體驗VR試駕，或是在Hi-Fi的設計上進行迭代。還可以設計各類HMI，信息娛樂系統或數字駕駛艙體驗，為客戶提供時尚的駕乘體驗。所有數字參考模型都存儲在一個地方，以便快速制作虛擬原型、進行協作設計評審、HMI測試、人體工程學研究以及開發配置器。

模擬領域

虛幻引擎能提供高保真的圖像和所需的控制功能，而且具有價格優勢。虛幻引擎作提供免費的源代碼訪問權限、C++ API接口，并為非程序員提供基于節點的腳本。根據用戶的需求，可以導入資產以定制模擬應用，也使用來自虛幻商城的資產快速構建概念原型。

人機界面

虛幻引擎是一個豐富的工具集，使用藍圖可視化腳本可以實現快速創作與迭代、在完整的版本控制支持下進行協作、在臺式機上即時預覽設計并通過直接訪問源代碼。使用可伸縮渲染器，能創建出精美的3D交互式視覺效果；使用粒子系統Niagara VFX讓設計更加生動，并通過可下載內容讓用戶立即更改用戶界面的外觀和功能，實現定制化的體驗。

虛幻引擎目前支持多種硬件平臺，包括高通技術公司的Qualcomm? Snapdragon? 汽車平臺。Siili Auto的定制信息娛樂系統和Vectorform的數字產品與用戶體驗平臺也已支持虛幻引擎。而且正在研發對黑莓QNX的微核實時操作系統QNX? Neutrino? RTOS以及Mapbox導航的支持。

其他應用領域

虛幻引擎能為用戶提供開箱即用的高品質實時渲染，免費源代碼、健壯的C++ API接口，Python和藍圖腳本——這一切都能幫助用戶定制虛幻引擎，制作出心儀的內容。且Epic的專家團隊專注為用戶服務，甚至安排定制的現場培訓和支持。

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