三维游戏设计中动画角色设计要素分析
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三维游戏设计中动画角色设计要素分析
作者:管庭玮
来源:《科技风》2020年第03期
摘要:通常,三维游戏角色的制作过程分为六个步骤:原始图片设置、模型构建、贴图烘焙、骨架蒙皮、动画制作和引擎测试。生产周期为一到半月。本文将围绕三维游戏设计中动画角色设计要素展开分析。
关键词:三维游戏;游戏设计;动画角色;设计要素
三维动画又称3D动画,是随着计算机软硬件技术的发展而产生的一门新技术。三维动画软件首先在计算机中建立一个虚拟世界,在这个虚拟的三维世界中,设计者根据被表现对象的形状和大小建立模型和场景。然后,根据需要设置模型的运动轨迹、虚拟摄像机的运动等动画参数。最后,根据需求对模型进行了分配,穿上特定的材料和灯,当所有这些都完成后,计算机可以自动计算并生成最终的图片。在当今越来越流行的游戏产业中,不难发现,游戏已经成为人们释放自我和娱乐的主要方式之一。真正吸引玩家的应该是游戏人物的设计,而不是情节,玩家不会记得情节,只能记住人物。因此,在游戏的创作过程中,游戏角色的作用显得尤为重要。
一、三维游戏角色原画以及设定
通常每一款游戏都会有相应的艺术风格和艺术标准,这将逐一决定整个游戏的艺术方面要呈现给玩家什么样的风格,除了设定艺术标准,游戏需要什么样的艺术效果,呈现什么样的细节和特点[1]。在角色制作的第一步,设计师会尽早设计出原创的角色画,并对角色设置、特征等有一定的框架。
二、三维游戏角色模型设计制作及拆分UV
当游戏角色的原始绘图和设置确定后,将生成角色模型。一般会先制作角色模型的中模,中模能尽快的将原画中的角色的体型、轮廓描述出来。通常在下一代游戏制作中,高模制作完成后会进行中模制作,高模制作会使角色模型非常精细,包括很多角色细节、角色素材等,展现角色的详细特征。高模制作完成后,根据高模制作低模,减少面数,在保证字符轮廓匹配的前提下尽可能优化。由于需要考虑手机游戏运营中的性能问题,该游戏实际上采用的是低模式,在精简面数的同时,应合理布线,方便后续角色移动。绘画作品的制作。创建模型后,需要将模型拆分为UV贴图。通常,UV贴图指的是相应模型的坐标。当我们将三维模型分解成
二维平面时,利用UV计算每个平面对应于三维模型的具体位置,使映射精确地对应于模型的表面[2]。
三、三维游戏角色贴图绘制(烘焙)
模型制作完成后,需要绘制贴图,而在这个环节中需要科普的是:早期的传统游戏(魔兽世界),在绘制贴图时非常简单,所有元素都覆盖在一张贴图上,什么样的效果是手工绘制的,什么样的效果才是榜样。下一代游戏概念加入后,法线贴图(normalmap)、反射率贴图(albedo map)、金属度贴图(metallicmap)和粗糙度贴图(roughness)。法线贴图映射是描述曲面细节的凹凸变化,反射率贴图表示对象的颜色和纹理。金属度贴图和粗糙度贴图映射表示物体在光照条件下的纹理。最新的次世代技术是PBR技术(基于真实物理的渲染方法)。PBR有两种工作流程,一种是基于金属的,另一种是基于镜面反射的。上面描述的四个贴图是金属工作流的内容。贴图绘制的环节,不同类型的游戏会有一定的区别,以次世代游戏为例,法线贴图是根据高模的细节纹理通过烘焙的方式而生成的贴图,为的是将低模呈现的细节更加丰富;反射率贴图主要体现模型的纹理和颜的贴图;金属度贴图主要体现模型表明金属情况的贴图;粗糙度贴图主要体现模型表面的粗糙情况。在通过各种微调、细节优化后,便开始了贴图的绘制,这也是游戏美术风格、角色美术细节体现的部分,除了要用到大量的高清素材,还会需要设计者手绘进行原创制作,次世代游戏则会结合以上的贴图,以达到更好的角色质感和表现效果[3]。
四、三维游戏角色搭建骨骼及蒙皮
模型、贴图制作完成后,需要进行游戏角色骨骼搭建,这里会根据角色的特性进行不同的设计,合理的根据角色肌肉、关节搭建骨骼,以方便后续的动画制作。而在角色骨骼搭建完毕之后则可以开始蒙皮,由于在3D人物制作过程中,角色骨骼和角色模型是分开的,因此将肌肉和皮肤绑定在相应骨骼上,保證骨骼运动模型对应的部位会跟着运动的过程叫做蒙皮。蒙皮除了将模型绑定到骨骼上,更重要的是合理分布每一块骨骼控制的模型区域,分布的越合理自然、符合真实生物运动肌肉牵引,才能越好的满足生物动画运动的需求[4]。
五、三维游戏角色动画制作及优化
在人物蒙皮完毕后,将根据游戏需要制作动画,如角色行走,从而达到逼真的效果。这一过程将涉及骨骼、生物运动等知识,在动画制作和优化环节将更加严谨,除了反复检查参与活动的皮肤和骨骼外,还需要删除不必要(多余)的骨骼,应严格按照动画过程制作,通常一个骨架用于多个对象,因此绑定过程通常比动画本身更重要[5]。
六、导入引擎进行测试
完成上述工作后,动画师将把好的角色还给模型制作者。此时,角色模型将导入引擎进行测试,包括材质渲染和其他内容。这一部分还可以进行各种优化调整,经过测试,角色模型本身的生产过程甚至被考虑在内。
七、总结
在游戏角色的设计中,主要有两个方向:一是故事情节导向设计;二是视觉艺术导向设计。故事型角色设计通常依赖于游戏的情节,即设计师从故事的背景和内容出发,挖掘人物的个性特征,并确定人物的外形形象。然后,根据故事的特点,可以确定什么样的视觉形象来呈现角色,通过这种方式,玩家将更有兴趣了解游戏背景和操纵角色。以艺术为导向的游戏角色设计不依赖故事内容,其往往为简单模式的游戏提供纯粹的视觉艺术强化作用。游戏角色常常来自设计师的突然灵感,驱使他去创造这个角色,然后为其创造故事。
参考文献:
[1]崔丽.VR虚拟现实技术在三维游戏设计中的开发与实现[J].电视技术,2018,42(05):44-48.
[2]吕勃陶,蔡文庸.次世代三维游戏中的角色设计浅析[J].科技传播,2015,7(17):21-22.
[3]卢金浩,张帅,伍传敏.基于Unity3D三维游戏场景与AI系统的设计与实现[J].三明学院学报,2013,30(06):31-35+44.
[4]杨玥,闫光耀.浅谈三维游戏动画角色设计元素[J].科技资讯,2012(10):18.
[5]焦翔.论三维网络游戏角色设计之模型数据平衡[J].艺海,2011(06):75-76.