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动作冒险类游戏道具设计关键技术及难点解析——以《爱丽丝:疯狂回归》为例

Webmaster: ArtDesign | Time: 八月 10, 2018

摘    要:动作冒险类游戏中,恰如其分的道具设计,一方面能够烘托人物个性,渲染场景气氛;另一方面对于提升作品整体的艺术水平,为玩家提供绝妙的娱乐互动体验也至关重要。文章通过对前人研究成果的整理总结,结合市场调研,在实践相关软件与《爱丽丝:疯狂回归》道具制作的结合下,力图从原画设定、模型制作、数字雕刻、贴图绘制四个方面解决动作冒险类游戏道具设计关键技术问题,提出一套可行的道具设计生产方案。

 

关键词:动作冒险类游戏;道具设计;关键技术;《爱丽丝:疯狂回归》

检    索:www.artdesign.org.cn

中图分类号:J218.7;TP3

文献标志码:A                 文章编号:1008-2832(2018)06-0105-03

 
动作冒险类游戏中的道具一般指能够与玩家互动,或对游戏角色的属性产生某种影响,或自身属性发生改变的物品。若玩家未采取任何行动,则这种影响或改变将不会发生。如由EA(美国艺电公司)发行,根据世界文学名著《爱丽丝漫游奇境》和《爱丽丝镜中奇遇记》改编而来的动作冒险类游戏《爱丽丝:疯狂回归》中,玩家扮演爱丽丝控制其跳进打开的紫罗兰花中时,花瓣就会闭合,爱丽丝便可回血;操控胡椒炮对NPC(非玩家控制角色)进行射击,可致其受伤甚至死亡;操控雨伞可将敌人发来的炮弹反弹。
从制作的角度来说,道具则不限于上述种类。《爱丽丝:疯狂回归》项目中,除去角色和大型场景的搭建,大量不因角色作用而发生状态改变的雕塑、房屋、树木等实体的设计与制作均归属道具设计范畴。道具设计的关键技术主要集中在原画设计、模型制作、数字雕刻和贴图绘制四个方面。

一、根据游戏背景设定原画

原画设计根据游戏背景,按照从场景气氛稿到具体道具设计方案的路径实施,以便从整体到局部的把握。背景资料包含游戏世界的政治、经济、文化、宗教等情况,与场景、角色、道具等诸多元素共同构建出一个有机的游戏世界。具体来说,游戏背景分为游戏世界观和故事背景。前者指策划人员对游戏世界整体而系统的描述,后者侧重于游戏主角及其同周围事物的关系描述,其观察面小于前者。
动作冒险类游戏中玩家操控角色经历诸多事件以达到某种目的,经历事件的原因或在游戏初期交代,或在游戏进程中逐渐显现,而游戏的最终结果也会在游戏过程中作出铺垫,以免玩家面对庞杂的游戏世界和有限的游戏反馈而感到困惑。游戏背景向玩家提供上述信息,对游戏世界作出准确描述,并约束玩家行为,使其具有合理性和逻辑性。
游戏世界观搭建得越完整,玩家对游戏世界的样貌越清晰,沉浸感越强,持续游戏的愿望也更强烈。完整的世界观帮助设计师明确游戏背景、设计主题、游戏的主要内容、势力关系、整体格局等内容,从宏观上确立了场景及道具设计的大致方向。世界观约束时空关系,时间特征、空间特征得以明确,从微观上决定了道具设计的具体细节。
《爱丽丝:疯狂回归》的故事发生在19世纪的维多利亚时代,时值英国工业革命和大英帝国的峰端,从时间上分析属于古典类型;故事发生地为真实世界(伦敦)和爱丽丝的幻想世界(奇境),从空间上分析属于双时空并行;该游戏区别于其他中世纪魔幻题材游戏将“剑和魔作为素材,而把“火焰和爆炸”作为主要素材造就游戏,从题材上看充分结合了工业文明和幻想主义;该游戏混合了战争、幻想、现实和恐怖因素,而非某一类型的纯粹架构,从内容上看属于多类型杂糅;为了拾回记忆,找寻真凶,爱丽丝将要在现实世界中同百般阻挠她的医生做斗争,同时还要与内心世界里因为极度愧疚而陷入疯狂的自己做抗争,从角色目标上看属于双目标并行;游戏中玩家通过跳跃、打斗闯关,以收集记忆碎片来接近真相,从玩家目标上看以解谜为主,跳跃、打斗为辅;游戏中玩家依靠收集牙齿升级武器,从经济上来说玩家不需要花费金钱从商城购买道具,为单机游戏。
明确游戏世界观相关信息后,需考虑更为具体的游戏故事背景。游戏中主角爱丽丝的家人在真实世界的火灾中丧生,家园被烧毁,于是她变得精神异常,被送进精神病院。邪恶的医生告诉爱丽丝是她的过失导致这场灾难,爱丽丝便深陷自责中,记忆支离破碎。在医生的照料下,爱丽丝病情好转,决定调查事件的真正起因。与此同时,奇境在红心皇后的残酷统治下倍受摧残,各种黑暗势力疯狂迫害奇境及其子民,小白兔迫切召唤爱丽丝回到奇境帮助他们。爱丽丝的自我救赎之旅在真实世界和内心意识中同时展开,两个世界中的诸多情节相互对应,通过这场救赎之旅,爱丽丝将发生彻底转变,迅速历练成长。
世界观和故事背景直接影响到游戏的表现形式,即美术风格和核心设计理念。融汇强烈的维多利亚风格和哥特风格特点的写实手法,最适宜展现被灰暗氛围笼罩的伦敦街道和色彩艳丽、气氛诡异的奇境风貌。原著《爱丽丝漫游奇境》中当爱丽丝来到公爵夫人家时,恰好看到厨娘正往熬制的汤中撒胡椒粉。游戏遂以该情节中的胡椒研磨器为原型,加入维多利亚风格和哥特风格的装饰构建,演变成以火焰为攻击效果的武器道具胡椒炮,并在游戏中加入情节动画,爱丽丝在与公爵夫人交谈后得到该道具。胡椒炮原画设计立足游戏背景,与整体美术风格相一致,既在真实世界有迹可循,同时又加入了幻想元素 。(图1)

 

 

二、由原画、引擎承载力、物品等级归纳模型制作方案

(一)原画对模型的影响

游戏制作前期,原画师根据策划人员提供的资料绘制出相应的道具方案。此时的画面不一定非常精细,可能只有大体轮廓和质感的表现,而后综合色彩、造型、灯光、阴影、特效等诸多因素经反复修改成为概念型原画。道具设计师除了参考道具类原画外,还需关注场景类原画,场景类原画通过色彩基调、光影变幻和特效元素着重描绘环境氛围,同时交代出场景与其中的实体对象等之间的空间和比例关系。
制作型原画是原画师在完成游戏美术的整体设计,即概念型原画的基础上绘制的,此类原画注重细节塑造,为3D部门设计师提供准确的造型、色彩、纹理等参考依据。
该游戏有相当一部分优秀的概念型原画未能最终实现,究其原因,除了少部分与主题有所偏差外,更多的是因为过于奇异的想法付诸实践颇具困难,只得放弃。原画和模型实为相互影响的关系,原画是模型制作的依据,而模型反过来也要求原画必须具有可行性。

(二)游戏引擎对模型的影响

模型制作方案并非只受到原画的影响,引擎承载力也是另一重要因素。通常在一款游戏当中,用于角色模型上的三角面数量最多,其次是场景中的大型道具和实体对象,随身道具一般不会使用超过角色的三角面数量。这是因为角色作为玩家的化身是游戏的主角,被赋予大量动作信息,只有相当数量的面数保证才能使角色完成复杂动作时不至穿帮。本游戏中爱丽丝的三角面数量约为12000个,以保证其做出打斗、弯腰、下蹲等大幅度动作时,身体部位出现变形、拉伸、较明显的棱角以及面与面之间穿插等情况。
《爱丽丝:疯狂回归》基于Epic Game(英佩数码)公司开发的Unreal Engine 3(虚幻引擎3)开发。引擎承载量是有限的,利用法线贴图表现道具表面的凹凸起伏,而非将所有细节以实际模型建出,可大大节省包括引擎空间在内的各方成本。
游戏基于虚幻引擎3提出如下模型设计与制作的总体指导方针:1.模型:对于每个主要道具和静态网格资源,建立两个版本的网格模型:一个可渲染的带有UV坐标系的网格模型(低模)和一个只带有几何信息的细节网格模型(高模),利用基于细节网格模型的所有几何信息,生成一个高分辨率的法线贴图。可渲染模型使用3000到12000个三角面范围,在同一个场景中这样的可见模型同时可以有5到20个。
2.细节网格模型:使用150万到800万个三角面为标准的道具和角色建立细节网格模型。

(三)物品等级对模型的影响

给场景中的道具和实体对象分配面数时,需考虑物品等级因素:

1.场景中的部分非随身道具在游戏过程中与玩家的距离会发生远近变化,针对该变化采取LOD技术(Level of Detail)应对,即多细节层次技术。根据物体模型的节点在显示环境中所处的位置和重要程度,决定物体渲染的资源分配,降低距离玩家较远物体的面数和细节度以简化整个场景的复杂程度,减少绘制的数据量,提高实时绘制速度,从而获得高效的渲染运算。项目中LOD共分三个级别,LOD1模型面数为原模型面数的50%左右;LOD2模型面数为LOD1模型面数的50%左右;LOD3模型面数为LOD2模型面数的50%左右。若下一层级的模型面数无法缩减至上一层级的50%左右,而只能缩减一点,则省去该层级。若缩减面数导致物体模型在稍远距离下无法被辨认,则省去下一层级制作。
2.道具、场景中的实体对象同角色一样有主次之分,与主角关系越密切的道具越容易受到玩家关注,在估算模型面数时要分配此类道具相对多的面数。游戏画面中离玩家较远的实体对象作为背景应分配相对少的面,只需达到通过剪影即可被辨认的程度。

三、数字雕刻技术在三维模型制作中的运用

数字雕刻绘画软件ZBrush可创造出单凭Maya或3D Max建模技术难以实现的复杂形态效果。其提供了丰富的预设笔刷和Alpha(通道)工具,通过不同笔刷和Alpha工具的组合运用,能够雕刻出褶皱、锈迹、破损等细节。基于ZBrush在细节表现上的优势,项目大量采用其解决如何使画面效果逼真的技术难题。道具设计师在Maya或3D Max中制作好模型,将文件存储为obj格式并导入ZBrush中,即可在其平台上对模型进行细节雕刻,雕刻过程中总结出如下经验:

1.导入ZBrush的obj格式模型在雕刻前应先细分到最高级别,第8级或第9级(视实际情况而定,以模型不超过200万个面为佳),然后再降低细分级别到第4级左右开始雕刻,在第4级雕刻完后,上升到第5级继续雕刻,以此类推,层层递进。只有在预雕刻前将细分级别调到最高级别,再降低到低级别,由低级别向高级别雕刻才可达到相对细腻的效果。若直接从低级别向高级别雕刻,则可能出现到第5级或第6级就无法提高细分级别继续深入的情况,物体表面呈现明显的马赛克状。
2 . 坚硬物体表面若存在裂痕,其边缘通常呈锋利状,仅使用Standard画笔,无法获得尖锐的边缘效果,若配合Mask(遮罩)工具则可以达到预想效果。具体方法是运用Mask工具沿预计的裂痕两旁仔细描绘出需要遮罩的部分,然后使用Standard画笔进行雕刻。

四、贴图绘制及烘焙的注意事项

三维游戏项目中,模型被赋予不同类型的贴图。贴图的种类包括颜色贴图、高光贴图、全局光贴图、法线贴图、凹凸贴图等。写实型游戏通常利用颜色贴图、法线贴图和高光贴图表现物体表面的物理状态,游戏中胡椒炮的贴图及赋予贴图后的效果见图2。

 

 

(一)颜色贴图绘制时的注意事项

颜色贴图用于表现物体的肌理、色彩、透明度。肌理即纹理、质感,如金属、玻璃、木头等具有不同的肌理效果,色彩包括物体的固有色和环境色。
1.绘制颜色贴图不应带有明显的方向性,这里指经假定光源照射,物体表面形成对比强烈的明暗关系,此明暗关系暗示了光源方向。在绘制颜色贴图时,常假设场景中有一盏顶光源(类似日光),以方便刻画物体表面结构,但不应使各个面的明暗对比过强,过分强调贴图本身的光影将对游戏场景的实际光源产生的效果造成干扰。
2.颜色贴图的绘制需着重把握画面的真实性和可信度,现实世界中很多物体并非完美,而是存在或多或少的瑕疵,如腐朽的木条、磨损的桌脚等,可通过叠加真实材质图片和手绘修饰的方法表现这些细节。
3.为了节省资源,当绘制地面、墙壁这类玩家视线非长时间停留区域的贴图时,应采用四方连续或二方连续法,切忌过分突出的细节。

(二)法线贴图烘焙时的注意事项

法线贴图用以表现模型表面的凹凸起伏,其记载了需要进行光影变换的模型上各个点的法线情况。一条法线是一个由X、Y、Z三个分量组成的三维向量,三个分量的值分别被作为红、绿、蓝三种颜色的值储存下来,因而法线贴图呈蓝紫色。法线贴图并非记录的是每个点的法线的绝对角度,而记载的是一个相对于平面的插值,依据贴图信息,显示芯片实时生成带有光影变化的新贴图,达到视觉上的立体效果。
当使用Maya软件制作模型时,将高模和低模在软件中适配,计算两者之间的差异“烘焙”得出法线贴图,将其导入PhotoShop软件中,通过插件NVIDIA Normal Map Filter继续将颗粒感、灰尘一类细节的凹凸状况转化出来,叠加在此前的法线贴图上并加以修整,最后将所得法线贴图贴至低模的法线贴图通道上。
1.为达到平滑的视觉效果,烘焙法线贴图前须做好低精度模型的软硬边设置。
2.烘焙法线贴图前须保证每个低精度模型均拥有单独的UV。UV是将三维模型展开后平铺成的二维平面,其水平方向为U向,垂直方向为V向。若烘焙时出现UV重叠现象,软件将无法辨别哪个平面用于解算,继而会同时生成,导致错误。
3.当高模指向背离观察者的方向,或与观察者的目光垂直相交,颜色贴图通常做整块暗色处理,此时将无法捕捉到法线贴图。

(三)高光贴图绘制时的注意事项

高光贴图用于表现不同质感的物体表面的高光情况。如金属的高光和石头的高光明显不同,金属表面高光反差强烈,石头的表面则没有什么高光,只在边角处有少量高光。高光包含两方面信息,一是强度,二是颜色,明度越高的区域,高光反射越强,反之越弱。高光的效果随着光线的变化而改变。
有作法将颜色贴图去色,再稍加调整色阶制作高光贴图。这种单色高光贴图制作过程方便快捷,但效果也相对平淡。游戏中的奇境由大量诡异元素构建,为表现幻想世界的神秘,游戏采用了带有色彩信息的高光贴图丰富视觉效果。如原木色胡椒炮的高光贴图偏绿色,蓝色玻璃瓶的高光贴图偏紫红色,灰色时钟兔的高光贴图偏黄绿色。高光贴图的色彩倾向不完全等同于颜色贴图,但物体的固有色限定了其高光的偏色范围。

 

结语

道具设计是游戏设计中的重要环节,工作繁重而复杂,需从功能概念设计、造型设计和艺术表现等多个方面综合考量。道具设计的具体艺术创造与场景氛围、游戏角色特点、空间层次、色彩搭配及材质光效等密不可分。道具设计的关键技术和难点则集中体现在基于游戏背景设定原画,基于原画、游戏引擎承载力和物品等级归纳模型方案,数字雕刻工具的灵活运用,以及具体的贴图与材质绘制技巧上。■(陈若飞    安徽师范大学 新闻与传播学院)

 

项目来源:安徽师范大学科研培育基金人文社科项目(2015rcpy22),安徽省高等学校人文社会科学研究项目(SK2017A0810)。

 

 

 

参考文献:

[1] 谌宝业,刘若海,王刘辉.游戏原画设计[M].北京:清华大学出版社,2011.

[2] https://wapbaike.baidu.com/item/爱丽丝:疯狂回归/7149255?fr=kg_general

[3] R.J.Berg. The Art of Alice Madness Returns, Dark House Comics,2011,(5)

[4] 周飞.法线贴图技术在次世代游戏图像中的原理及应用[J].湖北经济学院学报.2012(6).



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