元宇宙:元宇宙系列之游戲引擎：始于娛樂 望向元宇宙新大陸

游戲引擎作為游戲創作工具與游戲運行的底層控制器，著力于在虛擬世界中構建虛擬形象、虛擬場域，幫助虛實融合打造更強的沉浸感與交互感。我們認為，大型開放世界游戲是初步的、相對具象的虛擬世界形式，游戲引擎的技術與生態日益成熟，有望升級成為元宇宙時代數字內容的生產工具，助力“新大陸”之變革。本文將從游戲引擎發展歷程、商業模式及多場景應用等出發，探索其對元宇宙數字世界建設的核心價值與未來方向。

摘要

游戲引擎是模塊化、可復用的游戲創作工具，驅動虛擬世界運行。游戲引擎以模塊化提升游戲開發效率、降低開發門檻，以可復用特性實現技術積累。游戲引擎歷經30余年發展，在游戲用戶與游戲開發主體的多元化趨勢推動下步入成熟期，演繹出多元商業模式，實現跨行業場景應用。我們認為，游戲引擎有望成為元宇宙數字內容的核心生產工具、技術基礎之一。

聚合力：以多元商業模式適配不同發展領域，推動鑄就數字內容之城。我們認為，游戲引擎根據開發目的可分為商用引擎與自研引擎，根據受眾人群不同則可分為高線與低線游戲引擎。按開發目的劃分，商用引擎強調通用化，未來或將更好地支持拓展跨行業應用；自研引擎以垂直化打法提升游戲數字內容的多維創新。按受眾人群劃分，高線引擎切入O/PGC商業化3A大作，低線引擎則給予普通用戶便捷創作工具，支持數字內容產出，在游戲行業率先提升UGC自由度，進一步實現跨行業落地。多元商業模式下，游戲引擎正不斷支持共同打造優質數字內容生態，推動元宇宙數字世界建設。

觀未來：從游戲到跨行業場景，游戲引擎應用價值逐步提升。在游戲行業，引擎推動研發工業化加速，產業提效以更好地滿足用戶需求；在跨行業場景下，立足游戲領域向跨行業場景延伸，游戲引擎有望釋放長期價值，驅動元宇宙數字世界建設發展。在游戲領域，游戲引擎的價值來源于優化用戶游戲體驗、提升游戲開發效率。而在跨行業場景中，游戲引擎在數字孿生、數字伴生至數字原生的三級應用場景發揮作用：游戲引擎以仿真及模擬技術從“形”至“理”推動數字孿生落地；借助虛實融合提升效率與質量，為現實世界提供解決方案，實現數字伴生；并最終從虛擬內容創作到數字世界原生要素打造，拓展元宇宙內容體量，實現數字原生。

風險

技術發展不及預期，商業化進程不及預期，跨領域擴張情況不及預期，人才流失風險，行業政策監管風險。

為什么要研究游戲引擎？

游戲引擎或將升級為元宇宙時代數字內容的生產工具。游戲引擎作為游戲創作工具與游戲運行的底層控制器，著力于在虛擬世界中構建虛擬形象、虛擬場域，幫助虛實融合打造更強的沉浸感與交互感。在元宇宙話題風起初期，傳統大型多人在線的游戲被視為離元宇宙世界形態相對接近的產品，具備在游戲世界觀中的虛擬身份體系、經濟體系等。我們認為，盡管游戲產品并不等同于元宇宙，但其具備一些元宇宙的核心理念和要素，而游戲引擎的技術與生態趨于成熟，或將升級成為元宇宙時代數字內容的生產工具、技術基礎之一，構建虛擬世界新場景，助力“新大陸”之變革。

全球游戲引擎發展已步入成熟期。游戲引擎歷經30余年發展，在游戲用戶與游戲開發主體的多元化趨勢推動下已步入發展成熟期。游戲引擎多維迭代且均有應用落地，引擎發展路徑經歷分化后趨向清晰：

商用引擎與自研引擎分野，游戲引擎格局落成。商業引擎針對通用性、易用性及多終端適配性進行完善，立足于游戲領域拓展跨行業的多場景應用，推動產業數字化落地。自研引擎則以實現必需功能的效率目標為導向，將在游戲領域垂直細分化，在特定領域迭代先進技術，構筑游戲廠商的技術護城河。

游戲引擎探索UGC化，虛擬內容創作方式進化。游戲引擎下沉推動游戲成為表達與社交的新型媒介。目前UGC游戲引擎以游戲平臺模式為主，為用戶提供從開發到發行的游戲社區。游戲UGC化成為虛擬內容創作的演進方向，而UGC游戲引擎使游戲創作脫離既定游戲，推動游戲引擎進一步演化為數字內容生產工具，實現元宇宙數字世界內容量的擴充與完善。

立足游戲領域向跨行業場景延伸，游戲引擎有望釋放長期價值，驅動元宇宙數字世界建設發展。在游戲領域，游戲引擎的價值來源于優化用戶游戲體驗、提升游戲開發效率。而在跨行業場景中，游戲引擎在數字孿生、數字伴生至數字原生的三級應用場景發揮作用：1)數字孿生：游戲引擎以仿真及模擬技術從“形”至“理”推動數字孿生落地；2)數字伴生：虛實融合提升效率與質量，為現實世界提供解決方案；3)數字原生：從虛擬內容創作到數字世界原生要素打造，拓展元宇宙內容體量。

圖表：游戲引擎推動數字孿生、數字伴生到數字原生的三級場景落地

上海市政府：發展區塊鏈、Web3.0等數字新經濟，推動元宇宙重大應用:金色財經報道，上海市人民政府辦公廳關于印發《上海市推動制造業高質量發展三年行動計劃（2023-2025年）》的通知。其中提及布局新賽道和未來產業。落實“四個新賽道”“五大未來產業”行動方案，發展區塊鏈、Web3.0等數字新經濟，推動元宇宙重大應用，布局碳捕集利用、“氨-氫”、高效儲能等綠色低碳領域，打造智能網聯汽車、智能機器人、智能穿戴、虛擬顯示等終端品牌；加速布局未來產業細分領域，建設張江、臨港、大零號灣等未來產業先導區。[2023/6/15 21:39:11]

資料來源：京東探索研究院，中金公司研究部

何為游戲引擎？

游戲引擎：模塊化、可復用的游戲創作工具

游戲引擎是游戲創作工具，驅動虛擬世界運行。游戲引擎在游戲開發與運行中均發揮作用。游戲可以粗略分為代碼與資源兩部分，場景素材、角色形象、物品模型為資源，在代碼驅動下按一定規律運行。從游戲開發者角度，游戲引擎是游戲創作工具，將上述代碼中可通用的部分編寫好后模塊化，供游戲開發者調用以避免重復編寫底層代碼。從游戲用戶角度，游戲引擎驅動虛擬世界運行，引擎技術持續迭代使游戲世界更逼真、游戲體驗更具沉浸感。

圖表：游戲引擎是游戲創作工具，驅動虛擬世界運行

資料來源：各公司官網，中金公司研究部

游戲引擎模塊化、可復用，提升游戲開發效率、降低開發門檻，并使引擎技術可積累。

圖表：游戲引擎包含渲染、物理及動作等模塊

資料來源：UnrealEngine官網，Unity官網，AMD官網，Microsoft官網，中金公司研究部

圖表：網易游戲自研NeoX引擎在復用中實現技術積累

資料來源：網易游戲官網，中金公司研究部

發展歷程：以游戲帶動引擎發展，實現功能迭代與技術演進

游戲引擎起源于1992年idSoftware公司推出的第一款3D第一人稱射擊游戲《德軍司令部(Wolfenstein3D)》，1998年EpicGames開發的UnrealEngine則使得游戲引擎在畫面效果和運行性能上的天花板被進一步抬高，成立于2004年的Unity則憑借跨平臺性、易用性以及較好的畫面表現能力逐漸脫穎而出。

回顧游戲引擎的發展歷程，我們認為游戲引擎在游戲產品的帶動下，實現工具化以提升生產效率，在游戲用戶對體驗感的要求升級、游戲開發生態持續迭代的雙重驅動下，經歷起步期(20世紀90年代)與成長期(21世紀00年代)后，步入成熟期(21世紀10年代至今)。

圖表：游戲引擎發展歷程：從成長到成熟，引擎技術、商業模式持續變革創新

資料來源：公司官網，公司公告，data.ai，中金公司研究部

起步期(20世紀90年代)：引擎初步成型，id占先機，Epic后來居上

在競爭格局方面，idSoftware憑借先發優勢獨占市場，EpicGames后來居上。在技術演進方面，游戲引擎在3D化和通用化兩個維度初具雛形。在商業模式方面，DoomEngine向第三方廠商RavenSoftware《暗影施法者》(ShadowCaster)進行商業授權以供使用，首次實現游戲引擎的商業化授權，證明引擎的工具化變現具備可行性。

成長期(21世紀00年代)：多點開花，產品推動引擎功能創新

在競爭格局方面，這一時期呈現出多點開花的局面。海外市場Valve、RemedyEntertainment等游戲廠商結合新產品需求對idSoftware的引擎進行改編(半自研)或自主研發推出新引擎。國內市場頭部廠商引擎研發雖略落后于海外，但網易、完美世界、西山居等老牌游戲廠商分別推出NeoX、Angelica等多款自研引擎進行端游產品研發。這一階段國內用戶偏好MMORPG類游戲，此類游戲的沉浸感來源于養成和社交元素，推動游戲開發商針對人物建模及多人聯機的引擎技術進行迭代，在MMORPG品類中形成引擎技術積累。

蘋果前Apple Arcade創意總監Mark Bozon加入迪士尼負責元宇宙開發:6月4日消息，迪士尼已成功邀請蘋果前Apple Arcade創意總監Mark Bozon加入團隊，負責整合迪士尼現有諸多資源進行元宇宙方面的開發。

據悉，Mark Bozon已于今年5月離開蘋果，他在迪士尼的新頭銜將會是副總裁，職務是Next Generation Storytelling Creative Experiences。迪士尼行政總裁Bob Chapek早前就已經高調表示，迪士尼將會進軍元宇宙，未來將會把迪士尼世界變成虛擬，甚至將現實的迪士尼樂園與虛擬世界融合，創造一個全新的世界。（9To5Mac）[2022/6/4 4:02:03]

在技術演進方面，游戲引擎在多個功能模塊上發生散點式進化。

圖表：硬件及圖形API技術迭代，海外自研引擎優化視覺效果

資料來源：各公司官網，中金公司研究部

在商業模式方面，UnrealEngine推出“免費開源+版稅分成”模式，進一步創新行業內原有的商業授權模式。在這一階段，隨著UnrealEngineII的推出，EpicGames同時推出“版稅分成”模式，并在適用范圍上逐步從游戲項目拓展至非游戲領域，實現工具效用最大化。

成熟期(21世紀10年代至今)：引擎升級適配多元需求，商用與自研并行

在競爭格局方面，這一時期整體格局成熟化，形成商用引擎與自研引擎兩條主線。具體來看：

商用引擎形成雙寡頭格局。商用引擎以UnrealEngine及Unity為首。TestBird的統計表明2020年國內手游市場中接近90%的游戲使用第三方商用引擎開發，SteamDB的數據(截至2021年)則顯示Steam中使用Unity或UnrealEngine開發的游戲占比超過50%。

圖表：商用引擎占比高，且形成Unity和UnrealEngine的雙寡頭格局

資料來源：Unity官網，TestBird，SteamDB，NPD，中金公司研究部

自研引擎則延續00年代伴隨新游戲產品推出而持續創新，打通不同垂直賽道。例如，完美世界推出AngelicaIII(被3D武俠MMORPG《笑傲江湖》所使用)及ERA自研引擎等；網易自研引擎NeoX自2005年因休閑競技類游戲研發需要推出以來，先后經歷在端游《夢幻西游》《大話西游》、手游《鎮魔曲》及《陰陽師》等一系列產品迭代應用，中逐步優化引擎性能。

圖表：國內及全球暢銷游戲的引擎使用情況

資料來源：SensorTower，data.ai，蟬大師，中金公司研究部

在技術演進方面，引擎逐步實現全端覆蓋及擬真度提升。2012年起手游市場迅速擴容，移動端游戲品類豐富且跨終端游戲成為新趨勢，中小游戲開發商或個人開發者涌現，我們認為此階段商用游戲引擎在通用性、適配性與適配性上逐漸成熟，逐步實現多端適配跨端全端覆蓋，同時通過迭代推動實時渲染、光影效果呈現等能力的提升。

游戲引擎拓展適配平臺，觸達跨終端用戶。游戲終端主要分為移動端、PC端及主機端(包含本世代主機和次世代主機)，其中移動端游戲以即時性與低門檻吸引了最大規模的用戶群體，PC及主機端硬件性能更高，為用戶帶來豐富的游戲體驗。

圖表：跨終端成為游戲趨勢，游戲引擎適配多終端

資料來源：各公司官網，中金公司研究部

多代引擎實現游戲擬真度提升。這一階段商用引擎通過不斷迭代產品，持續推動畫面呈現等品質提升。其中，UnrealEngine已發布第五代工具，在多邊形幾何系統、全動態全局照明解決方案等方面實現相對突破；Unity則形成每年4個版本的迭代節奏，持續對工具應用范圍、應用質量等進行升級。

在商業模式方面，工具自身與引擎生態系統實現變現模式創新。一方面，Unity開啟多層次訂閱制，在Unreal分成制、Unity前期買斷制之外再添新的商業模式，降低使用門檻，打開多元化變現邏輯；另一方面Unity開啟素材商店，在引擎工具生態系統內推動創作者變現，鼓勵更多創作者使用第三方商用引擎，實現更好的正向循環。

元宇宙算法穩定幣項目TeaDAO完成460萬美元種子輪融資:金色財經消息，元宇宙算法穩定幣項目TeaDAO宣布完成460萬美元種子輪融資，投資方包括ShimaCapital、Signum Capital、UOB Venture Management、PNYX、HyperChain、MXC、Spark Digital、Mapleblock、Momentum 6、DFG、JSquare、AU21 Capital、X21、Fomocraft、LD Capital、Basics Capital、Parsiq、Newave Capital、CoinW Venture、NFV Venture、7 O'Clock Capital、ZBS Capital、AVStar、HG Ventures、Satoshi 和 Token Hunter 等。

TeaDAO 旨在構建一個結合 DeFi 2.0、GameFi 和元宇宙的生態系統，計劃于 2022 年推出主網，最初會在 BNB Chain 和以太坊上運行，之后會擴展到其他鏈。TeaDAO 將使用 NFT-as-Bonding-Assets 機制，遵循 OlympusDAO 代幣經濟學，核心應用是 Staking、Bonds 和 DAO。（Medium）[2022/3/24 14:16:14]

聚合力：商用與自研并行，高線與低線共筑數字內容之城

我們認為，游戲引擎根據開發目的可分為商用引擎與自研引擎，根據受眾人群不同則可分為高線與低線游戲引擎。

開發目的：商用引擎的開發及迭代目的是擴大使用人群，進而獲取商業收入；自研引擎以支持自研游戲為導向。

受眾人群：高線游戲引擎面向專業游戲開發者、具備一定編程基礎的使用者，低線游戲引擎則面向非專業開發者，主要為游戲用戶。

圖表：游戲引擎可分為商用引擎與自研引擎，或高線引擎與底線引擎

資料來源：公司官網，公司公告，中金公司研究部

商用引擎與自研引擎：前者通用化，后者垂直化，共同打造優質內容生態

商用引擎強調通用性、易用性及適配性。我們認為典型商用引擎歷經多次迭代后在通用性、易用性及適配性上趨向成熟，在通用性上多支持2D/3D游戲開發，在易用性上商用引擎以免費或收費方式開放全部或部分源代碼，通過完善新手引導、提供多種開發語言的方式降低使用門檻，且適配移動、PC、主機、AR/VR等多種平臺。

圖表：商用引擎的特點是通用、適配及易上手

資料來源：各公司官網，中金公司研究部

商用引擎按商業模式可分為服務型、產品型和項目型，部分商用引擎暫未對使用者收費。我們認為，商用引擎發展趨于成熟后，根據引擎的技術特點、發展階段區分出不同的商業模式。除此以外，目前免費游戲引擎主要有Cocos、Godot等，多用于體量較小的游戲品類開發，服務對象多為個人游戲開發者或獨立游戲工作室。

服務型：技術側重通用性與適配性的成熟商用引擎向服務型演進。典型代表是Unity，通過提供面向多類使用者、面向游戲全周期的服務及產品擴大引擎付費用戶，收費模式多為訂閱制。

產品型：技術積累深厚的成熟引擎采用產品型盈利模式。以UnrealEngine、CryEngine為代表的商用引擎在游戲畫面與游戲控制方面技術相對領先，引擎除服務于自研游戲外，收入主要來源于第三方游戲的收入分成。

項目型：尚處于發展早期的引擎多采用項目型商業模式。項目型商用引擎則以項目制合作的方式提供服務并積累經驗，服務場景多為非游戲領域的影視、智慧城市等，典型代表如粒界科技(GritGene)。

圖表：商用引擎主要盈利模式對比

資料來源：各公司官網，中金公司研究部

圖表：Unity提供面向多類使用者、面向游戲全周期的產品及服務

美國國家工程院外籍院士：元宇宙應該是一個開放定義的世界:12月5日，中國元宇宙峰會2021通過視頻會議及無極宇宙的形式線上召開。美國國家工程院外籍院士、英國皇家工程院外籍院士沈向洋從元宇宙的四個層面詳細講解了元宇宙的新內涵，他還指出，元宇宙應該是一個開放定義的世界，未來的產品將構建更有趣、更真切、更有溫度的元宇宙世界，而我們將共同刻畫出元宇宙世界的輪廓。[2021/12/6 12:53:36]

資料來源：Unity招股說明書，Unity官網，中金公司研究部

自研引擎小而精，構筑游戲廠商技術護城河。自研引擎以服務于自研游戲項目為導向，設計引擎功能時以效率為先。我們認為，自研引擎相對商用引擎有以下特點：相對技術優勢。自研引擎根據自身開發需要，可以針對特定需求進行技術開發，而商用引擎考慮到穩定性往往滯后應用尖端技術。因此自研引擎在專長領域技術可能領先于商用引擎，是引擎技術迭代的重要陣地。

高效調整。由于絕大部分代碼是自有的，使用自研引擎進行開發可以根據需求迅速進行調整。若使用商用引擎則需要向引擎開發商提交需求后等待開發商修改，或對游戲開發效率產生影響。

構筑技術護城河。使用自研引擎進行游戲開發時，對游戲引擎進行的修改與迭代可積累、可復用，成為游戲廠商的技術壁壘。若使用商用引擎開發游戲，隨著商用引擎迭代新版本，游戲開發商將重新面臨引擎學習成本與個性化修改成本。

圖表：自研引擎的三大特點

資料來源：中金公司研究部

圖表：商用與自研游戲引擎對比

資料來源：各公司官網，中金公司研究部

我們認為，隨著商用引擎趨于通用、自研引擎趨于垂直細分，商用與自研引擎發展方向分野。

商業引擎拓展跨行業應用。產業數字轉型背景下影視、汽車、醫療及建筑等多行業展現出3D數字化需求，我們認為商用引擎將立足于游戲領域拓展跨行業應用，主要由于：商用引擎降低產業數字化門檻。商用引擎在通用性、易用性與適配性上趨于成熟，新手教程完善，工具插件豐富，將降低其他行業實現數字化的技術門檻。跨行業應用拓展引擎收入來源。目前商用引擎在游戲行業進入存量競爭階段，拓展游戲外行業應用為引擎帶來增量收入。根據Unity招股說明書，預計2025年游戲行業將實現營收約160億美元，同時2019年的數據顯示全球營收TOP100的游戲工作室中Unity客戶占比已達到93%；對比之下2019年Unity在跨行業應用的市場規模已達到170億美元，跨行業應用有望成為Unity長期增長動力來源。

圖表：Unity以通用性拓展跨行業應用

資料來源：Unity招股說明書，Unity官網，中金公司研究部

自研引擎在游戲領域垂直細分，有利于精細化的玩法創新。我們認為自研引擎在擅長領域多次復用持續迭代，將形成垂直細分的市場格局，例如Source引擎主要針對第一人稱射擊游戲進行優化。自研引擎難以復制Unity及UnrealEngine的商業化授權道路，主要由于：1)改造成本高：自研引擎需要在通用性及易用性上進行較多完善后才能面向市場，涉及到較高改造成本；2)與商用引擎的底層架構相悖：自研引擎在開發之初就以內部團隊開發特定游戲的需求為導向，與商用引擎通用化、功能完備化的開發邏輯相悖。國內市場方面，頭部廠商持續發力自研引擎，除用于MMORPG類游戲外，拓展對其余品類的通用性，如射擊、MOBA及卡牌等品類。我們認為，未來頭部游戲廠商仍將深耕自研引擎，相較于通用性的商用引擎，廠商能夠通過自研引擎垂直細分化應用以實現更精細化的玩法創新。

高線引擎與低線引擎：前者支持3A大作，后者支持創作平民化，豐富數字內容體量

低線游戲引擎目前以游戲平臺模式為主，為用戶提供從開發到發行的游戲社區。我們在此前談論較多商用引擎、廠商自研引擎等大多屬于高線引擎的范疇。高線游戲引擎面向專業游戲開發者、具備一定編程基礎的使用者，低線游戲引擎則面向非專業開發者，主要為游戲用戶。以Unity、UnrealEngine為代表的通用引擎雖然通過豐富引擎插件、完善新手引導的方式較好地降低了游戲開發門檻，但仍要求開發人員具備編程基礎，為高線引擎范疇。與此同時，游戲廠商探索如何降低開發工具門檻，釋放普通用戶的創造力與生產力，即低線游戲引擎。我們認為，目前游戲平臺型的低線引擎立足游戲生態，為普通用戶提供低門檻的游戲創作工具、游戲發行與盈利渠道。

V神：希望以太坊5-10年后能運行元宇宙:8月19日消息，以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin在接受彭博社采訪時表示，區塊鏈和加密貨幣在過去十年中發展迅速，其概念開始挑戰金融、技術和消費品等領域的現有大型參與者。Facebook、推特、摩根大通、高盛等傳統企業正在努力將區塊鏈納入旗下業務，區塊鏈技術尤其對Facebook、推特和其他社交網絡構成了重大威脅，這些老牌公司最終會輸給“行業新貴”。此外，Vitalik Buterin還展望了以太坊網絡的未來規劃，他表示希望以太坊在未來5-10年后能運行元宇宙。[2021/8/19 22:23:27]

低線引擎使游戲創作門檻降低，拓展至C端用戶；升級為數字內容生產工具，擴充虛擬世界內容體量。

游戲引擎向下覆蓋潛在開發者，推動游戲成為表達與社交的新型媒介。游戲UGC創作有四種典型模式，1)地圖編輯器模式：用戶使用游戲官方發布的地圖編輯器進行玩法上的二次創作。2)MOD(Modification，游戲模組)模式：MOD是游戲的一種修改或增強程序，用戶用其對游戲中的人物形象、物品乃至游戲情節等作出修改或拓展。3)沙盒創作類游戲模式：以《我的世界》(Minecraft)為代表的一類沙盒類游戲，核心玩法是用戶自由創作游戲場景與玩法。4)低線游戲引擎模式：前三種游戲UGC的模式都圍繞著原游戲進行二次創作，隨著游戲開發工具進一步向下覆蓋潛在開發者，UGC內容的創作方式延伸為用戶獨立進行游戲創作。我們認為，面向平民化創作的低線游戲引擎模式下，UGC游戲創作脫離既定游戲，推動游戲真正成為用戶表達與社交的新型媒介。

圖表：游戲UGC創作的四種模式

資料來源：Steam，Minecraft，Roblox，中金公司研究部

我們認為，游戲UGC化將成為虛擬內容創作的演進方向，而低線游戲引擎使游戲創作脫離既定游戲，推動游戲引擎從游戲創作工具升級為數字內容生產工具。

觀未來：從游戲到跨行業場景看游戲引擎應用價值

游戲行業：研發工業化加速，產業提效以更好地滿足用戶需求

我們認為，游戲引擎在游戲行業的價值可分為用戶與開發兩個維度。

用戶價值一：逼真渲染及交互技術提升游戲沉浸感及自由度。3A類游戲發展趨向互動式電影敘事、開放大世界及RPG化，其中逼真的電影感、開放大世界要求游戲場景和角色模型足夠豐富擬真，互動式游戲體驗來源于調動用戶更多感官的多樣化交互玩法。我們認為游戲引擎的持續迭代使上述沉浸式、互動型游戲體驗成為可能。內容豐富是游戲沉浸感的視覺來源：1)虛擬場景：游戲引擎通過構建不同地形地貌下的世界場景、渲染不同的光照與材質渲染以及對物理運動與破壞進行仿真，模擬出細節豐富且逼真的游戲場景。2)虛擬形象：游戲引擎對虛擬角色的毛發、皮膚進行細膩的模擬和渲染，UnrealEngine可以快速渲染出10萬量級的逼真毛發，且毛發移動時遵循物理原則。

玩法多元是游戲沉浸感的內在體驗：游戲引擎在游戲輸出與輸入兩側對識別及反饋模塊進行迭代，為用戶提供更多元的交互方式。

圖表：游戲引擎從內容與玩法兩方面提升游戲沉浸感

資料來源：UnrealEngine官網，Steam，任天堂官網，中金公司研究部

多要素交互是游戲自由度的基礎要求。借助游戲引擎以打造相對自洽的虛擬世界，塑造真正的開放世界，通過MassAI等框架應用實現更好的人群、交通交互，以提升交互感與自由度。此外，借助引擎內的程序化生成模塊豐富游戲內容體量，提高游戲內容的生產效率及豐富程度，延長游戲生命周期。我們認為，游戲引擎當前已成為推動游戲工業化水平提升的重要基礎工具，在一定程度上決定了開放世界的完成度與可持續性。

用戶價值二：輕量化技術減小游戲包體，降低虛擬世界進入門檻。游戲內容精品化與豐富化導致游戲安裝包體過大，對游戲設備的要求越來越高，成為游戲門檻之一。我們認為，游戲引擎的輕量化技術一方面滿足了游戲用戶對輕度游戲的需要，拓展以微信小程序、抖音小程序為代表的即時游戲場景(Instantgame)；另一方面則降低虛擬產品門檻，是游戲引擎推廣跨行業使用人群與場景的前提。

圖表：Unity以流式資源加載方案減少游戲首包大小

資料來源：Unity官網，中金公司研究部

開發價值：云端化及可協作提高游戲開發效率。目前游戲開發商面臨著游戲品質要求與市場效率需求之間的困境。游戲精品化帶來倍增的項目資源和龐大的開發團隊，導致游戲開發人員面臨制作周期與成本限制。我們認為游戲引擎通過提供游戲開發的云端化與團隊協作服務，提高游戲開發效率，降低游戲開發成本。

圖表：Unity云構建使游戲開發團隊在云端實現協作與分發

資料來源：Unity官網，中金公司研究部

跨行業：從數字孿生、數字伴生至數字原生的三級應用場景

數字孿生：仿真及模擬技術助力數字孿生落地

數字孿生加速落地，游戲引擎從建模、行為與交互三個層次發揮價值。數字孿生(Digitaltwin)是現實世界的數字化，從“形”(外形)到“理”(規則)對現實世界進行映射。截至2021年，國家工信部及發改委圍繞數字孿生發布了一系列政策，助力數字孿生加速落地。我們認為游戲引擎以仿真和模擬技術對現實世界的外在形態和內在規則進行數字化，在數字孿生建模、行為與交互三個層次中均有應用。

圖表：游戲引擎從建模、行為到交互應用于數字孿生

資料來源：Unity官網，中金公司研究部

以身份要素及形象的數字孿生為例，我們來說明游戲引擎在數字建模方面的相關應用。數字人技術創造虛擬世界化身，是元宇宙的身份基礎。化身(Avatar)是現實用戶的虛擬形象，使用戶在虛擬場景中具備獨特性與代入感，有望成為元宇宙中用戶的身份標識與數字指紋。虛擬化身起源于游戲的“捏臉”系統，使用戶簡便地制作出獨一無二的游戲形象。我們認為，游戲引擎的數字人技術區別于以往的游戲“捏臉”系統，將從制作和外形兩方面，推動創建虛擬世界化身，構建元宇宙的身份基礎。

數字人制作：游戲引擎驅動的“次世代捏臉工具”滿足UGC用戶對便捷性與獨特性的需求。

數字人外形：游戲引擎實現數字人從靜態到動態的高度擬真。

圖表：數字人技術以便捷制作、高度自定義及逼真外形為用戶創造虛擬世界化身

資料來源：Unity官網，UnrealEngine官網，中金公司研究部

數字伴生：虛實融合提升效率與質量，為現實世界提供解決方案

如我們在元宇宙開篇報告《元宇宙：空間升維、時間延展、社會重構》中所言，對于B端應用，元宇宙賦能產業轉型的第二階段是“元宇宙融合”，也即“數字伴生”。一方面，引擎將助力逐步提升部分內容的虛實融合程度，實現虛實“相依相伴”之感。另一方面，推動仿真映射以實現對現實世界的問題解決。從發展邏輯上看，引擎將首先通過建立數字孿生模型幫助各產業更好地將現實世界的問題映射至虛擬數字化世界進行試驗，實現對現實世界中各類模型的優化，在虛擬世界中解決現實問題，再將試行方案傳輸回現實世界進行落地。

在內容延展與融合上，引擎在技術端推動虛實融合，提升畫面的制作效率與質量。實時渲染技術用于虛擬制片，虛擬制片是一種影視攝制方法，指拍攝時虛擬場景在引擎驅動下實時呈現并變化，與真實演員、真實場景融為一體而無需進行后期合成的制片技術，當前已應用于多類虛擬場景的打造與呈現中。在虛擬制片中，游戲引擎通過實時渲染技術為導演和制作人員提供即時預覽的最終融合效果。我們認為相比于傳統綠幕拍攝方式，游戲引擎應用于虛擬制片將提高虛實融合的效率與質量，并將豐富虛擬世界的場景內容。

圖表：2021年央視春晚使用UnrealEngine打造虛實融合的舞臺效果

資料來源：UnrealEngine官網，中金公司研究部

圖表：2020年電視劇《西部世界》采用UnrealEngine制作虛擬背景

資料來源：UnrealEngine官網，中金公司研究部

在解決方案的供給上，引擎推動模擬仿真，搭建試驗平臺為現實世界運行效率提供優化方案。模擬物理規律用于搭建仿真試驗平臺，優化現實世界運行效率。以汽車自動駕駛為例，采用真實路測來優化自動駕駛算法耗時和成本高、受相關法規限制，且難以復現極端天氣與復雜駕駛場景。基于游戲引擎開發的自動駕駛仿真平臺目前已廣泛應用。我們認為，游戲引擎的物理及動作模塊能夠對現實世界的物理規律進行模擬和仿真，通過在虛擬環境中進行模擬測驗，有效降低試驗成本且避免安全隱患，最終提高現實世界中物理模型的運行效率，將在自動駕駛、工業產線、智能運維、模擬訓練等應用場景中發揮價值。

圖表：游戲引擎對物理規律進行模擬和仿真，應用于自動駕駛、工業、運維及模擬訓練等多個場景

資料來源：Unity官網，UnrealEngine官網，中金公司研究部

數字原生：從虛擬內容創作到數字世界原生要素打造，拓展元宇宙內容體量

游戲引擎提升虛擬內容創作效率，豐富虛擬內容供應。虛擬內容創作涉及環節多、渲染耗時長、溝通協作不順暢，成為虛擬內容供應的瓶頸。我們認為，以Unity和UnrealEngie為代表的游戲引擎以渲染技術、多終端適配及云端化技術，改進虛擬內容創作流程，使創作各方的多終端、云端化協同成為可能，提升創作效率并豐富虛擬世界的內容供應。

非線形編輯使虛擬內容創作多線程。游戲引擎的渲染效果的逼真度和時效性增強、編輯器易用性與插件完善，共同驅動非線性編輯工具進入動畫制作行業，提升動畫制作效率。以Maya為例的傳統動畫制作工具采用串聯式流程，某一單獨環節的卡殼將影響到整個流程的推進；而UnrealEngine提供非線性編輯工具，不同環節的創作者可以同時編輯整個序列。游戲引擎實時渲染并合成畫面，無需對畫面進行預渲染，有效降低動畫制作時長。2016年日本動畫公司Marza以Unity打造動畫短片《TheGift》，制作時間縮短約25%。

圖表：游戲引擎提供非線性編輯工具，提高動畫制作效率

資料來源：Unite2016開發者大會，UnrealEngine官網，中金公司研究部

多終端適配使虛擬內容創作可協同。游戲引擎的多終端適配及云端化用于設計行業，使項目周期各階段的參與者隨時可查看項目進程，并且實時呈現調整效果，從而提高溝通與反饋效率，實現內容創作可協同。

圖表：UnityReflect使設計參與各方均可實時查看BIM數據

資料來源：Unity官網，中金公司研究部

協助建設完善各產業在元宇宙數字世界中的多重要元素，構筑數字世界新基建。當現代企業主不斷延展業務，在現實主營業務之外逐步于元宇宙數字世界中進行業務運營，較大規模的線上虛擬化要素需要引擎技術支撐以進行更好的模擬、創作。例如，消費品廠商在元宇宙世界中進行商品銷售所需的商品細節建模等，營銷公司協助廣告主進行元宇宙內廣告宣傳所需要的營銷場景搭建，地產企業在元宇宙搭建數字化住宅小區所需要的建筑景觀生產等。我們認為，隨著游戲引擎的跨行業應用逐步成熟，將有望協助各產業建設完善其從現實世界向元宇宙數字世界轉移、延展。

挑戰：技術迭代、應用落地與人才培養

我們認為，國內引擎賽道發展路徑與海外存在一定差異，當前仍處于成長期，相關技術迭代、應用落地及人才培養等均為該產業發展的核心挑戰。

技術創新與迭代：商用引擎方面，國產引擎如Cocos等從輕度游戲市場切入，以開源、免費和輕量化來吸引用戶。但引擎的受眾面拓寬仍需技術方面的持續創新與迭代。與海外Unity、UnrealEngine相比，國內商用引擎賽道具備較大技術升級空間。頭部游戲廠商則發力自研引擎，但引擎產品化受限，導致中腰部廠商引擎研發動力不足。我們認為，游戲引擎發展依賴于技術工具進展，若建模渲染、動作捕捉、人工智能等關鍵技術未能得到進一步迭代升級，導致生產成本處于較高水平、品質和功能受限、使用場景受限等，將影響游戲引擎技術的發展。

全場景應用落地：我們在前文呈現游戲引擎在游戲行業及跨行業的已落地及未來可能誕生的應用場景。我們認為，全場景應用落地尚待時日：首先，技術成熟度仍有提升空間；其次，游戲引擎跨行業應用需要與各行業特性進行更好的磨合、融合以更精準地對不同行業向延展元宇宙數字世界延展提供幫助；第三，引擎使用準入門檻須有更好的調整，以供跨行業普通創作者、生產者通過簡單操作實現相對高階的效果，以使得其能夠有更廣泛的使用。

人才培養與激勵：引擎技術高度依賴優質人才。從培養體系上看，海外引擎廠商Unity開設Unity大學以及Unity中文課堂兩大板塊，國內引擎廠商Cocos等則嘗試在廈門大學等高校推出引擎課程。從激勵機制上看，引擎技術受開發語言等影響本身具備一定特殊性及人才專有性，若廠商對人才激勵不足或相關人才對引擎的偏好度下降，則存在行業人才流失風險，或將對引擎技術未來發展產生不利影響。

風險提示

技術發展不及預期。游戲引擎發展依賴于技術工具進展，若建模渲染、動作捕捉、人工智能等關鍵技術未能得到進一步迭代升級，導致生產成本處于較高水平、品質和功能受限、使用場景受限等，將影響游戲引擎技術的發展。

商業化進程不及預期。如果引擎無法在一定的商業模式下形成自然良性循環，以保證現金流的正常回籠，或將導致引擎廠商(尤其是商用引擎廠商)難以持續開拓市場。跨領域擴張情況不及預期。游戲以外的行業應用還處于早期發展階段，對于游戲引擎來說，經驗相對有限，不確定性較強。如果無法進一步擴展到新行業，或針對新行業提供的技術解決方案無法獲得市場認可，則引擎的長期發展或將受到不利影響。

人才流失風險。引擎技術高度依賴優質人才，若廠商對人才激勵不足或相關人才對引擎的偏好度下降，則存在行業人才流失風險，或將對引擎技術未來發展產生不利影響。行業政策監管風險。一方面，目前針對引擎應用場景、規范等方面的法律法規尚待完善，若相關政策落地或將對游戲引擎板塊發展產生一定影響；另一方面，在游戲行業及相關跨領域行業的政策亦有可能影響到游戲引擎板塊發展。

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