虛幻引擎（英文:Unreal Engine）是Epic Games推出的游戲開發引擎，其第一代于1998年推出。虛幻引擎的口號是“世界上最開放、最先進的實時3D創作工具”。該產品已廣泛應用于游戲行業，創造了《戰爭機器》質量效應和《無主之城》等3A大作，它也越來越多地用于滿足建筑、汽車、電影和電視等行業的實時3D技術需求。

截至2023年10月13日，虛幻引擎的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不僅支持以PlayStation 5和Xbox為代表的次世代主機，還支持當前世代主機（PS4、Xbox One、Switch）、PC、Mac、Android和iOS。

到2023年，虛幻引擎已從一個游戲引擎轉變為全球領先的互動娛樂和實時3D創作工具集，并將先進的實時技術廣泛應用于建筑、動畫、電影、培訓模擬、醫療保健等各個行業，創造了全新的一代。

發展背景

1991年，蒂姆·斯維尼開發了ZZT系列游戲作品，以獨特的三部曲形式發行。它還包括一個編輯器，允許玩家創建自己的游戲關卡。受斯科特·米勒的影響，蒂姆·斯維尼將名為“ZZT”的編輯游戲以共享戰爭的方式放在BBS上試銷。

從1991年中期開始，蒂姆·斯維尼用他的個人小公司為ZZT的創作者提供服務，包括定期的電子郵件交流、創作比賽等，形成了最早的創作者社區文化。蒂姆·斯維尼嘗試了一種類似于F2P的商業模式，并建立了一個真正的創作者社區。

1991年10月，蒂姆·斯維尼將自己的公司名稱改為Epic Mega Games（后改為Epic Games）。Epic成立后，蒂姆·斯維尼拿出了ZZT賺的錢，并邀請id Software的創始人之一馬克·雷小山加入Epic，擔任負責營銷和銷售的聯合創始人。Mark Rein在加入Epic后不久就進行了幾次重要的招聘，并招募了一位熱愛游戲的年輕人Cliff Bleszinski。他是克里夫布。

直到1993年12月10日，《毀滅戰士》誕生，這是世界上第一款3D游戲。不久后，全球首款基于3D引擎的游戲《雷神之錘》發布。直到1994年下半年，蒂姆·斯維尼開始看到比賽中的問題。雖然他當時擁有一流的游戲引擎，但《毀滅戰士》和《雷神之錘》的編輯器非常普通，游戲引擎和編輯器被設計為兩個完全獨立的部分。蒂姆·斯維尼認為游戲創作的關鍵是內容，這不同于傳統的軟件代碼。必須有一個更方便的工具平臺來支持內容創作。即編輯器是游戲開發的核心，編輯器通過底層引擎的支持實現游戲內容的實時編輯和觀看。

虛幻引擎1

第一代虛幻游戲引擎（英文名為Unreal Engine，縮寫為UE）由Epic Games于1998年發布。虛幻引擎是專門為制作3D射擊游戲而誕生的，其表現力遠超同時期的引擎，這使其成為當時業界的寵兒。

Epic團隊于1995年啟動了虛幻項目。蒂姆·斯維尼選擇了游戲和引擎并行開發的路線。他本人負責開發核心3D引擎和編輯器，CliffB是游戲的主要創作者，Mark Rein負責營銷和項目控制。經過三年的開發，1998年5月22日，科幻射擊游戲《虛幻》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。玩家將扮演一艘犯罪運輸船的幸存者，與納帕利星球上的Skaarj外星種族作戰，解放李娜人民。

1999年，Epic發布了虛幻錦標賽，這是幻想系列的第二款游戲。虛幻競技場系列首次進入第一人稱射擊領域。雖然它有很多缺點，但它仍然憑借華麗的游戲畫面和出色的計算機AI贏得了游戲迷的喜愛。

虛幻編輯器直接調用虛幻引擎渲染場景，讓創作者可以預覽和測試自己的創作，所有關卡布局都可以實時調整，這是其他游戲編輯器無法同時進行的。

虛幻引擎1在顏色光照和紋理過濾方面的軟件渲染性能接近硬件級別的加速，并且虛幻引擎1還支持當時CPU剛剛集成的單指令和多數據指令，這進一步增強了其性能。

隨著虛幻引擎的發布，由虛幻引擎創作的十幾款第三方游戲已經發布并取得了商業成功。讓蒂姆·斯維尼高興的是，他的偶像約翰·卡馬克，同時也是他的商業同事，稱贊了虛幻引擎的重大技術突破。約翰·卡馬克的支持使虛幻引擎迅速成為游戲開發行業中非常受歡迎的工具。

虛幻引擎2

2002年，Epic發布了虛幻引擎2。與第一代虛幻引擎相比，虛幻引擎2的所有代碼幾乎都被重寫并集成到最新的編輯器中。而且支持虛幻引擎II的游戲也變得更加豐富?！都毎至?》、《一把美元》、《彩虹六號:雅典娜之劍》和《虛幻競技場》都是基于虛幻引擎II的作品。在虛幻2之后，Epic對虛幻引擎2進行了小規模升級以提高其渲染性能，這通常被稱為虛幻2.5時代，但它很快被虛幻引擎3取代。

虛幻引擎2運行時是一個跨平臺和桌面實時3D渲染解決方案。隨著硬件的進步，運行時使用了最新的3D增強功能，并為交互式演練提供了穩定的平臺和模擬。

虛幻引擎2是為虛幻錦標賽2003開發的。這個版本的虛幻引擎被虛幻ED3編碼完全重寫。同時，集成了用于改進虛幻競技場2004中車輛模擬的Karma physics SDK，并增強了許多元素。隨著游戲發展的需要，游戲引擎的內涵也在不斷擴展。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到了增強，并開始支持PlayStation 2、XBOX和GameCube等主機平臺。

虛幻引擎3

第三代虛幻引擎于2004年首次出現。這款發動機不僅繼承了前兩代的優點，還在之前的基礎上有所升華。逐像素照明取代了逐頂點照明，并引入了伽馬校正HDR渲染等功能。一切都變得更容易使用，游戲屏幕在本質上得到了很大的改善。

2006年，Epic Games正式推出虛幻引擎3.0版本。值得一提的是，Epic Games還在2009年免費開放了虛幻引擎3中的開發者工具包，這為小規模開發者或個人開發者提供了極大的便利。為了鼓勵小團隊和個人開發者，Epic甚至舉辦“開發者競賽”，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發布了全新的虛幻引擎3實時演示“Samaritan”，該演示利用了DirectX 11支持、高端渲染功能、NVIDIA APEX物理技術等引擎升級功能。

起初，虛幻引擎3在大型主機（PS3、XBOX360等）上廣泛使用。），如戰爭機器、榮譽勛章、空降法寶等。后來PC上出現了很多優秀的作品。在搭載Unreal3引擎的游戲中，《生化危機》、《阿爾法協議》、《戰爭機器》、《榮譽勛章:空降魔法》、《槍神》和《質量效應之鏡之邊緣》都是知名大作，尤其是《戰爭機器》一度創下了PC游戲的品質神話。

虛幻引擎3是一個適用于DirectX 9/10 PC、Xbox 360和PlayStation 3平臺的完整游戲開發框架，它提供了大量的核心技術陣列和內容編輯工具，以支持高端開發團隊的基本項目建設。

虛幻引擎3支持64位HDRR高精度動態渲染、各種照明和高級動態陰影特效，并且可以在多邊形數量較少（通常為5，000-15，000個多邊形）的模型中實現較高的渲染精度，這通常出現在數百萬個多邊形模型中，因此可以用最低的計算資源實現極高的圖像質量。虛幻引擎3還提供了強大的編輯工具，允許開發人員隨意調用游戲對象，真正實現所見即所得。

集成在虛幻引擎3中的Scaleform GFx使使用Adobe Flash Professional中內置的運動圖像作為游戲中的HUD和UI成為可能。它由一組表示視頻、視頻播放器和視頻中包含的單個對象的類組成?？梢栽贖UD中創建視頻播放器，這樣就可以完全控制游戲中顯示的視頻。

虛幻引擎3的虛幻Kismet工具允許非程序員在關卡中編寫復雜的類似游戲的流程腳本，并允許用戶將簡單的功能序列對象連接在一起以形成復雜的序列。

虛幻引擎3的游戲內光照和材質的渲染方式從頂點著色改為像素著色，并加入了大量實時光照效果，大大提高了畫面的真實感。再加上硬件升級帶來的模型多邊形面數量的急劇增加，輔以光影法線貼圖，玩家可以看到具有真實時代感的畫面。

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聲音引擎、AI引擎等。其中PhysX物理加速技術由NVIDIA推廣，在PhysX游戲中會有更好的效果。

虛幻引擎4

2005年8月，Epic Games副總裁Mark Rein透露，虛幻引擎4自2003年以來一直在開發中。直到2008年，Epic Games的首席執行官兼創始人蒂姆·斯維尼表示，該引擎“基本上”已經開發完成。2014年2月22日，Epic發布了虛幻引擎4。虛幻引擎4在渲染方面取得了巨大的進步，并創建了新的物理引擎混沌。目標是實現照片級的真實感，希望讓它看起來像一個真實的場景。虛幻引擎4的渲染速度將比以前提高很多。該函數不僅可用于光線跟蹤，還可用于其他性能GPU。

與此同時，虛幻引擎4的跨平臺特性可以支持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Android。

Epic在2014年初以每月19美元的價格向開發人員提供虛幻4引擎。在2015年3月3日宣布免費后，Epic官方表示將提供一定比例的退款，每個支付虛幻4引擎訂閱費的用戶將獲得虛幻商城30美元的支付限額。

2014年9月4日，Epic Games正式宣布學生、大學和其他教育機構可以免費使用虛幻引擎4服務和工具，包括之后的定期更新。此外，Epic公司創造性地提出了開源共享方案:即免費向外界提供游戲引擎。當開發者使用虛幻引擎開發的游戲，每個季度的收入超過3000美元（約2萬元人民幣）時，他們將支付5%的利潤。如果是一些免費的游戲或者內部項目，是不會收費的。2020年以來，為了照顧小型游戲開發團隊，提高了分成門檻。只有當總收入達到100萬美元（約700萬人民幣）時，才需要提供5%的份額。

2016年11月15日，虛幻引擎于4月14日正式發布。該版本包括一個針對VR優化的新正向著色渲染器，該渲染器可以在游戲中實現清晰的多采樣抗鋸齒。新的接觸陰影功能可以渲染復雜物體的美麗陰影細節。在這個版本中，增加了靜態網格的自動LOD生成的新功能，該功能不需要第三方庫。您也可以在兼容的Android設備上使用Vulkan，并且仍然支持Visual Studio 2015。

2019年4月2日，虛幻引擎于4月22日正式發布。除了正式加入實時光線追蹤技術以準確呈現實時光照和陰影效果外，我們還加入了實時編碼并加快了構建時間，并開始支持微軟最新的Visual Studio 2019作為源代碼開發工具。

2021年8月19日，虛幻引擎于4月27日正式發布。該版本極大地改進了GPU Lightmass的功能。在新推出的3D配置編輯器的幫助下，可以更輕松地為LED音量或其他多顯示器渲染應用程序設計nDisplay設置。虛幻引擎4.26中引入的虛擬相機系統得到了顯著改進，將支持更多功能，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。還有一個新的iOS應用程序Live Link Vcam，它是專門為虛擬相機功能設計的。該系統允許用戶使用iPad等設備在虛幻引擎中驅動電影攝像機。

在該系統中，編輯器支持多用戶操作，用戶體驗可以重新設計。虛擬相機的輸出可以傳輸到合成、媒體框架、編輯器視口或任何運行虛幻遠程應用程序的設備。支持用戶在輸出（屏幕）上覆蓋自定義UMG控件，并在編輯器或設備上與它們進行交互。您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。

虛幻引擎4攝影特效系統可以在現實中模擬相機和鏡頭，以創建像電影一樣的視覺效果，包括光學失真、色差、動態模糊、景深等。虛幻引擎4創建的數字人渲染算法已經支持包括皮膚、面部、眼睛、頭發甚至人物在內的情感表達和呈現。

在實時光線追蹤方面，虛幻引擎4可以非常仔細和嚴謹地提供光線的一些技術效果。以前的效果主要是折射、光影等?，F在它可以反射水中的光線，同時它還支持柔和陰影等效果，并且它還可以實時調整光線從眩光到柔和。此外，您還可以看到實時折射和軟陰影，這些都可以實時呈現。

除了光線跟蹤器之外，虛幻引擎4還添加了一個無偏路徑跟蹤器，以提供間接照明路徑來實現完整的全局照明效果，從而在引擎中實現真正的真實效果參考渲染。它可以改進unreal engine場景中的工作流內容，而無需將其導出到第三方離線路徑跟蹤器進行比較。

在虛幻引擎4中，Epic在C++語言中加入了實時編碼開發的迭代功能。現在迭代編譯的響應速度更快，性能更好，大大減少了編譯次數，編譯速度比以前快30%，增量編譯快350%。此外，還增加了代碼的實時編輯功能，可以在編輯過程中更改代碼而不影響游戲。

虛幻引擎5

2020年5月13日，虛幻引擎5正式發布。2022年4月5日，《虛幻引擎5》正式版發布下載。虛幻引擎5保留了虛幻引擎4編輯器的所有功能，同時在工作流程和用戶體驗方面進行了大量改進。通過《堡壘之夜》和《黑客帝國覺醒:虛幻引擎5》的演示體驗，虛幻引擎5的高保真模擬能力實現了一個全新的過程:通過模擬制作電影。

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、macOS、iOS、Android、ARKit、ARCore、OpenXR、SteamVR、Oculus、Linux和SteamDeck上部署項目。你也可以在Windows、macOS和Linux上運行幻覺編輯器。對于已經注冊了PlayStation 5、PlayStation 4、Xbox Series X、Xbox Series S、Xbox One和任天堂Switch的開發者來說，無需為平臺主機工具和代碼支付額外費用。

2022年11月16日，虛幻引擎5.1正式上線。在該版本中，基于虛幻引擎5推出的開創性功能集，該引擎的健壯性和效率已提升到一個新的高度，使其被各行各業的創作者廣泛使用。虛幻引擎5.1為動態全局照明和反射系統Lumen、虛擬微多邊形幾何系統Nanite和VSM奠定了堅實的基礎，并支持游戲和體驗在具有足夠處理能力的下一代大型機和PC上以60fps的速度運行。同時，Nanite也進行了更新，提供了可編程的光柵化程序，可以通過全局位置偏移實現由材質和不透明遮罩驅動的動畫和變形。

虛幻引擎

2023年5月11日，虛幻引擎5.2正式上線。其亮點之一是首次對蘋果Apple Silicon芯片的原生支持，這意味著虛幻引擎可以在不依賴Rosetta技術的情況下充分發揮M1和M2系列蘋果芯片的性能。

2023年9月6日，虛幻引擎5.3正式發布，它帶來了很多全方位的改進。除了增強核心渲染、開發人員迭代和虛擬制作的工具集外，新版本還引入了用于渲染、動畫和模擬的實驗性新功能，這使您有機會在UE5中測試擴展的創意工作流程，并減少了反復切換到外部應用程序的需要。

虛幻引擎5中的音頻播放行為在聲音提示中定義，可以使用聲音提示編輯器編輯聲音提示。在這個編輯器中，您可以組合多個聲音資源并混合它們，以便生成單個混合輸出并將其存儲為聲音提示。

在原版的基礎上，虛幻引擎5主要有兩個突破——Nanite和Lumen。這兩者的出現可以大大提高屏幕性能和開發效率，更輕松地為玩家帶來視頻級的視覺體驗。

Lumen是一種全動態全局照明和反射解決方案，可以實時響應場景變化和光源變化，間接照明和照明反射都會實時變化。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是一個虛擬的微多邊形幾何系統，用戶可以直接導入具有電影質量的源藝術資產，并且可以保證幀率穩定而沒有任何明顯的失真。Nanite非常智能，它只能流式處理您可以感知的細節，并且可以在很大程度上消除對多邊形數量和繪制調用的限制。

藍圖：Blueprint是一種以C++為編譯目標的可視化編程語言。它最早出現在虛幻引擎4中，本質上是為了跟上低代碼的時代潮流，用圖論取代文本，使開發人員不必拘泥于語法導致的基本問題。圖形語言最大的優點是可以在代碼中顯示各種樹形邏輯，大大提高了開發效率。

渲染能力：虛幻引擎的渲染系統是其行業領先的圖像質量和出色的交互實時體驗的關鍵。虛幻引擎可以實現快速的處理速度，并且還可以實時預覽，具有超強的渲染能力，使虛擬人物更加立體和真實。虛幻引擎5引入了一系列開創性的功能，以驚人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：與傳統工作流程相比，虛幻引擎的主要步驟分為在DCC中創建資產、導入虛幻引擎、構建場景、編寫素材照明、序列、編輯素材和輸出。在EPIC官方給出的虛幻引擎的使用過程中，它允許用戶在任何環節進行任何修改，這不僅節省了時間，消除了因為一個小bug而嚴重影響整個作品的可能性，而且給了創作者更大的自由發揮空間。

非真實腳本：UnrealScript是EPIC GAMES為虛幻系列引擎創建的各種C/JAVA語言，以滿足游戲編程的自然需求和細微差別。而且，在21世紀初，UnrealScript已經支持時間、狀態和網絡復制等功能，從而大大簡化了游戲編程的難度，并為3D游戲程序員提供了一種同樣清晰、簡潔和可靠的編程語言。但是，虛幻引擎4發布后，新版本不再支持它。

虛幻購物中心：虛幻商城旨在為虛幻引擎開發者提供高質量的內容平臺，并幫助用戶開發商業項目或教育應用。在商城中，用戶可以根據自己的需求購買教程和學習路徑，還可以出售相關物品。買家購買相應的物品后，可以參與商品的評論并給商品打分。商城中的一些內容是永久免費或限時免費的，用戶可以免費使用。

Epic：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，它將公開開發。Epic承諾無限制地公開所有描述、規范和工具?？陀^地說，不需要新的編程語言，現有的所有編程語言都是圖靈完備的。但是在可擴展性（數百萬程序員為數十億用戶開發應用程序）、事務和互操作性方面，Verse可以提供比現有編程語言更多的功能。

游戲場：虛幻引擎支持移動平臺、主機和PC等平臺，XR（AR、VR和MR）也可以使用。使用unreal engine基于物理的光柵化和光線跟蹤渲染，您可以通過使用動態陰影選項、屏幕空間和真正的3D反射、各種照明工具和基于節點的靈活材質編輯器來創建實時內容。憑借其多年的游戲產品開發和積累，Magic Engine提供了穩定的引擎技術支持，并且在許多游戲平臺中都有爆款產品，使其受到更多開發者的信賴。在虛幻引擎用戶中，中國占據全球第二位，騰訊持有虛幻引擎48.2%的股份。

建筑領域：在建筑領域，數據的顯示非常重要。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，并為場景提供高視覺保真度。虛幻引擎可以從各種3D、CAD和BIM應用程序中高保真導入數據；您可以使用遠程協作工具讓其他人參與其中，這便于實時交流。同時，可以使用VR/AR展示三維城市。

影視領域：Epic Games與奧斯卡獎、艾美獎獎和英國電影學院獎得主的電影制作人和軟件工程師一起，正在使用虛幻引擎的實時技術突破電影和電視制作的界限。實時渲染可以提供即時反饋，從概念圖的第一個版本到最終圖像使用相同的資產，消除制作過程中的浪費，并在營銷、互動和場館娛樂體驗中重用這些資產。用戶可以使用MetaHuman創建高度逼真的數字人類角色，為他們制作動畫并在虛幻引擎項目中使用它們。

廣播和直播活動領域：虛擬生產以其“靈活性”和“降本增效”的優勢成為備受追捧的“商業藍海”。虛幻引擎可以將現場表演與CG混合在一起，并與disco、Pixotope、Ross Video、stYpe等主流工具直接連接。作為一個可預測的平臺，虛幻引擎可以繼續工作。

動畫領域：隨著科技的進步和渲染技術的成熟，虛幻引擎的動畫制作方法獲得了許多制作人的好評。實時渲染在創作時帶來了高效率和直觀的可視化效果。當導演需要查看鏡頭修改時，他不必等到第二天早上才能立即看到鏡頭修改的結果。虛幻引擎功能齊全，內置動畫工具，并為制作環境提供了地形系統。它有一個粒子系統，一個物理系統和一個多軌道非線性編輯器，支持基于頭發的頭發，并可以與性能捕獲工具連接。通過虛幻引擎，可以創建一個跨媒體管道，讓IP跨越線性動畫內容的邊界，進入游戲、移動和VR等平臺。

汽車和運輸領域：您可以使用虛幻引擎讓客戶體驗VR試駕，或者在高保真設計上進行迭代。我們還可以設計各種HMI、信息娛樂系統或數字座艙體驗，為客戶提供時尚的駕駛體驗。所有數字參考模型都存儲在一個地方，用于快速原型制作、協作設計審查、HMI測試、人體工程學研究和配置器開發。

模擬場：虛幻引擎可以提供高保真圖像和必要的控制功能，并且具有價格優勢。虛幻引擎為非程序員提供對源代碼、C++ API接口和基于節點的腳本的免費訪問。根據用戶的需求，我們可以導入資產來定制模擬應用程序，也可以使用虛幻商城中的資產來快速構建概念原型。

人機接口：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建和迭代、具有完整版本控制支持的協作、桌面計算機上的即時預覽設計和直接訪問源代碼。使用可縮放渲染器，可以創建漂亮的3D交互式視覺效果。使用粒子系統尼亞加拉VFX使設計更加生動，并允許用戶通過可下載的內容立即更改用戶界面的外觀和功能，從而實現定制體驗。

虛幻引擎目前支持多種硬件平臺，包括高通技術公司的高通驍龍汽車平臺。Siili Auto定制的信息娛樂系統和Vectorform的數字產品和用戶體驗平臺也已支持虛幻引擎。此外，它正在開發對微內核實時操作系統QNX中微子RTOS和黑莓QNX地圖導航的支持。

其他應用領域：虛幻引擎可以為用戶提供開箱即用的高質量實時渲染、免費源代碼、健壯的C++ API接口、Python和blueprint腳本-所有這些都可以幫助用戶定制虛幻引擎并制作他們喜歡的內容。并且Epic的專家團隊專注于服務用戶，甚至安排定制的現場培訓和支持。