郭曉芳 余日季

摘 ?要 ?通過數(shù)字雕刻技術(shù)進(jìn)行次世代游戲角色模型的設(shè)計(jì)與制作是游戲產(chǎn)業(yè)開發(fā)的一種新趨勢。這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，為次世代游戲行業(yè)注入新的活力。文章通過分析數(shù)字雕刻技術(shù)對次世代游戲制作的優(yōu)勢與特點(diǎn)，引入并闡述了數(shù)字雕刻技術(shù)與次世代游戲的概念、次世代游戲角色的設(shè)計(jì)理念和制作流程，最后通過實(shí)例的方式論證了數(shù)字雕刻技術(shù)在次世代游戲角色模型設(shè)計(jì)與制作中具有較大的潛力和較強(qiáng)的發(fā)展優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞 ?數(shù)字雕刻;次世代游戲;角色設(shè)計(jì);Zbrush

中圖分類號 ?G2 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ?A ? ? ?文章編號 ?2096-0360（2019）21-0097-05

在第三次工業(yè)革命影響和推動下，數(shù)字化藝術(shù)作為一種新的藝術(shù)門類應(yīng)運(yùn)而生。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，數(shù)字雕刻技術(shù)初露鋒芒，被廣大藝術(shù)創(chuàng)作愛好者所接受，開始應(yīng)用到工業(yè)設(shè)計(jì)、文化遺產(chǎn)保護(hù)、影視、次世代游戲等領(lǐng)域。近些年來，次世代游戲開始受到人們的廣泛關(guān)注，由眾人皆知的《魔獸世界》到現(xiàn)在風(fēng)靡全球的《英雄聯(lián)盟》和《絕地求生》，游戲行業(yè)迅速發(fā)展。目前國內(nèi)游戲模型制作過程中遇到游戲角色模型面數(shù)過多、拓?fù)溥^程復(fù)雜、貼圖繪制不精細(xì)等一系列問題，本文通過選擇合適的建模方式與建模軟件進(jìn)行游戲模型的制作以解決這一系列問題。

本文主要介紹基于數(shù)字雕刻技術(shù)的次世代游戲角色模型的設(shè)計(jì)與制作。在深入了解數(shù)字雕刻技術(shù)與次世代游戲的基礎(chǔ)上，對于次世代游戲角色的設(shè)計(jì)原則以及數(shù)字雕刻技術(shù)對次世代游戲模型制作的優(yōu)勢與特點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，對模型低模高模的創(chuàng)建與雕刻、模型的拓?fù)?、UV展開、貼圖的繪制以及優(yōu)化調(diào)整與渲染預(yù)覽等制作流程進(jìn)行分析與研究，最后結(jié)合實(shí)例對次世代游戲角色模型的制作流程做出了一整套行而有效的制作方法。

1 ?數(shù)字雕刻技術(shù)與次世代游戲

1.1 ?數(shù)字雕刻技術(shù)

數(shù)字雕刻技術(shù)是指利用數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件在計(jì)算機(jī)所創(chuàng)造的虛擬三維空間中進(jìn)行作品創(chuàng)作，是一種數(shù)字化創(chuàng)作的新形式。數(shù)字雕刻技術(shù)主要應(yīng)用于制作超寫實(shí)三維模型，通過ZBrush，Mudbox等數(shù)字雕刻軟件進(jìn)行制作，藝術(shù)愛好者可以憑借自己的想象力和創(chuàng)造力創(chuàng)造出高質(zhì)量、高精度的數(shù)字雕刻作品。相較于傳統(tǒng)的雕刻過程，它顛覆了相對陳舊、繁瑣的雕刻模式，將雕刻家從手工雕塑中解放出來，為他們提供了廣闊的發(fā)展空間和全新的技術(shù)手段，為藝術(shù)創(chuàng)新和藝術(shù)形式多樣化提供了更多的可能性。

1.2 ?次世代游戲

“次世代”這個(gè)名詞是日文字面內(nèi)容，指的是“下一代”或者是“即將到來的時(shí)代”，英文翻譯為“Nxet Genetation”，而“次世代游戲”就被簡譯為“下一代游戲”。“次世代游戲”這個(gè)名詞早在2006年伴隨著索尼公司的PS3和微軟公司的XBox 360的發(fā)布開始呈現(xiàn)于人們的視野。相比于傳統(tǒng)的PC游戲畫面品質(zhì)，這兩款游戲機(jī)的游戲畫面品質(zhì)有了顯著的提高，真實(shí)的畫面效果、完美的音效展示、全新的游戲操作受到廣大人們的關(guān)注與喜愛，顛覆了人們對于傳統(tǒng)電子游戲的認(rèn)知，次世代游戲開始在游戲產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。

目前次世代游戲的發(fā)展已經(jīng)不僅僅局限于游戲產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，隨著游戲引擎技術(shù)的不斷提高與發(fā)展，畫面視覺效果開始朝著電影化、國際化的方向發(fā)展，使得國與國之間的文化交流進(jìn)一步加深。隨著人們的生活需求和移動終端的迅速發(fā)展，次世代游戲產(chǎn)業(yè)開始不僅僅局限在電腦，近幾年開始步入手游的發(fā)展行列，與廣大人民的生活緊密相連，有著革新式發(fā)展的中國游戲產(chǎn)業(yè)勢必追趕甚至超越國外游戲產(chǎn)業(yè)。

2 ?基于數(shù)字雕刻技術(shù)的次世代游戲角色模型制作的優(yōu)勢與特點(diǎn)

次世代游戲而言，游戲角色模型在次世代游戲中占據(jù)了重要地位，它是整個(gè)次世代游戲的靈魂，而次世代游戲角色模型的制作就顯得尤為重要。相對于傳統(tǒng)的游戲角色模型，現(xiàn)代的游戲角色模型發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變，就游戲角色模型的制作工具來說，角色模型是通過三維軟件ZBrush、Mudbox、3Ds Max、Maya等數(shù)字軟件進(jìn)行建模與雕刻，各個(gè)三維軟件可以協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)文件之間的相互轉(zhuǎn)換;從軟件所自帶的功能來說，ZBrush軟件自帶的Decimation Master和幾十種筆刷既可以實(shí)現(xiàn)模型上的優(yōu)化又可以保證降低模型面數(shù)的同時(shí)保持模型的雕刻細(xì)節(jié)，為游戲角色模型的制作節(jié)省大量的時(shí)間，提高工作效率。

2.1 ?次世代游戲角色的交互性

游戲的交互性是讓玩家深入其中，與構(gòu)建的場景產(chǎn)生恰到好處的感情，讓玩家體驗(yàn)到身臨其境的感覺。而游戲角色的交互性體現(xiàn)在游戲角色本身，游戲角色是否真實(shí)細(xì)膩，與游戲場景是否融洽，是否達(dá)到玩家對游戲?qū)徝罉?biāo)準(zhǔn)。游戲角色包括兩個(gè)部分：玩家控制角色和NPC（非玩家控制）角色。玩家需要通過“化身”這一虛擬載體進(jìn)入游戲世界，承擔(dān)游戲任務(wù)與NPC角色進(jìn)行交互溝通，隨著游戲任務(wù)進(jìn)程的發(fā)展，貫穿于整個(gè)游戲，從而逐漸融入游戲世界，與游戲產(chǎn)生共鳴。

2.2 ?次世代游戲角色的真實(shí)性

次世代游戲角色的真實(shí)性來源于真實(shí)世界的照片素材寫照，通過數(shù)字雕刻技術(shù)使游戲角色模型達(dá)到現(xiàn)實(shí)世界的逼真效果。游戲公司在追求游戲內(nèi)容的同時(shí)，更加注重如何制作出具有真實(shí)性的游戲角色，隨著數(shù)字雕刻軟件ZBrush的誕生，次世代游戲角色模型發(fā)生了翻天覆地的變化，它所帶的筆刷可以輕松地對游戲角色模型的皮膚、發(fā)絲、衣服的褶皺、道具上細(xì)小的破碎進(jìn)行細(xì)致的雕刻，通過法線貼圖、顏色貼圖和高光貼圖來體現(xiàn)游戲角色模型的凹凸變化、顏色和紋理以及質(zhì)感。

3 ?次世代游戲角色設(shè)計(jì)

3.1 ?次世代游戲角色的時(shí)代背景設(shè)計(jì)

游戲角色的時(shí)代背景分為游戲世界觀和游戲故事背景。哲學(xué)中的世界觀是人們對世界的基本觀點(diǎn)和看法，而游戲世界觀是游戲策劃師對所策劃的游戲進(jìn)行系統(tǒng)的、整體的描述。游戲世界觀是由時(shí)間起源、畫面風(fēng)格、宗教文化、政治經(jīng)濟(jì)、人文地理等諸多因素組成，而游戲策劃師就是通過這些種種因素在游戲中創(chuàng)造一個(gè)世界，讓這個(gè)游戲世界具備合理性并獲得玩家的認(rèn)可。

目前大多數(shù)玩家在面對次世代游戲里細(xì)膩的游戲模型和極致擬真的畫面效果，人們往往會忽略游戲的故事背景，優(yōu)秀的故事背景離不開社會關(guān)系，對于次世代游戲的故事背景來說，游戲策劃師會通過以往的歷史對游戲的故事背景進(jìn)行創(chuàng)新，讓玩家體驗(yàn)到既真實(shí)又富有樂趣的游戲。

3.2 ?次世代游戲角色的造型設(shè)計(jì)

在游戲角色的設(shè)計(jì)中最具有代表性的就是游戲角色的造型設(shè)計(jì)。游戲角色的造型是游戲角色設(shè)計(jì)的靈魂，游戲角色的造型設(shè)計(jì)決定一款游戲的成敗。針對不同玩家有不同的性格和喜好，因此一款優(yōu)秀的次世代游戲中會存在多個(gè)游戲角色來滿足玩家的需求，例如暴雪游戲公司制作的《魔獸世界》中存在人族、獸族、精靈族、亡靈族等多種種族分類。如何對游戲角色的造型進(jìn)行設(shè)計(jì)呢？我們可以通過對游戲角色的夸張與變形、元素的合成與嫁接以及角色形象的變異來實(shí)現(xiàn)?？鋸埮c變形可以使游戲角色富有特別的視覺效果，角色更加生動形象，個(gè)性鮮明，給玩家留下深刻的印象，例如《魔獸世界》中的侏儒與矮人;元素的合成與嫁接可以創(chuàng)造出全新的角色形象，給人們帶來獨(dú)樹一幟的視覺盛宴，引發(fā)玩家對游戲的幻想和好奇心;角色形象的變異是設(shè)計(jì)師通過發(fā)揮自己的想象力，基于某一種生物基因進(jìn)行變異，設(shè)計(jì)出超越自然的角色形象。

3.3 ?次世代游戲角色的服飾裝飾設(shè)計(jì)

游戲角色的服飾裝飾設(shè)計(jì)是反映游戲角色個(gè)性特點(diǎn)和性格的重要因素。次世代游戲角色的服飾裝飾設(shè)計(jì)包括服飾裝飾的主題、款式、材質(zhì)和功能的設(shè)計(jì)。游戲角色的服裝設(shè)計(jì)是在確定游戲角色風(fēng)格的前提下進(jìn)行的，通過游戲角色的服裝裝飾來迎合玩家的審美要求和體現(xiàn)游戲設(shè)計(jì)的構(gòu)思。設(shè)計(jì)師在服裝的設(shè)計(jì)中，既要考慮游戲所處的時(shí)代、性別、年齡、種族等客觀因素，同時(shí)要發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力通過服飾和裝飾來體現(xiàn)游戲虛構(gòu)性的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該遵循“以人為本”的設(shè)計(jì)理念，將現(xiàn)實(shí)時(shí)尚美與虛擬奇幻美相結(jié)合，滿足玩家對于服飾的審美要求進(jìn)而選擇適合玩家的游戲角色。

3.4 ?次世代游戲角色的色彩設(shè)計(jì)

在次世代游戲角色的色彩設(shè)計(jì)中，色彩配置對游戲角色性格的塑造、玩家心里的表現(xiàn)、色調(diào)的產(chǎn)生、情感的表達(dá)有著重要的作用。游戲角色的色彩并不是僅僅為了存在而存在，一個(gè)優(yōu)秀的游戲角色在色彩的配置與設(shè)計(jì)方面要求形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，其中包括色彩的對比度、色彩的亮度與飽和度、情感色調(diào)與整體色調(diào)、色彩的象征意義，將這些因素進(jìn)行完美的融合給玩家?guī)聿煌挠螒蚋惺芘c視覺效果。人們的情緒隨著顏色的變化而產(chǎn)生變化，例如：紅色代表著活潑、熱情、張揚(yáng);紫色代表著神秘、魔幻;黃色代表著可愛、清純等。將造型與色彩合理的搭配會塑造出一個(gè)成功的游戲角色。

4 ? 基于數(shù)字雕刻技術(shù)的次世代游戲角色模型制作新流程

4.1 ?低模與高模

次世代游戲角色模型建模分為低級模型制作、中級模型制作和高級模型制作三個(gè)階段。目前在游戲模型制作方面，大致可以兩類：一類是以人、動物、怪物等生物體為主的模型，這類模型會有明顯的骨骼結(jié)構(gòu)，造型不規(guī)整，我們將采用ZBrush中ZSphere（Z球）建模以創(chuàng)建骨骼鏈結(jié)構(gòu)的方式來實(shí)現(xiàn)低模的創(chuàng)建階段;另一類是以武器、防具等機(jī)械類為主的硬表面模型，這類模型平整對稱，棱角分明，有明顯的規(guī)律，我們會采用Maya或3DsMax軟件來制作，通常使用polygon編輯模式進(jìn)行編輯制作，同時(shí)在低模創(chuàng)建階段要注意模型的布線分布。

高模制作階段我們通常會將做好的低模通過OBJ格式的文件導(dǎo)入到ZBrush中進(jìn)行雕刻，通過ZBrush所帶的雕刻筆刷進(jìn)行低模的大型調(diào)整，通過增加模型的細(xì)分級別，對模型進(jìn)行細(xì)致的雕刻，在高模雕刻階段要求雕刻者有良好的美術(shù)功底，了解人的身體結(jié)構(gòu)，把握骨骼肌肉分布情況，保持耐心和細(xì)心完成高模的雕刻階段。

4.2 ?模型拓?fù)?/p>

模型的拓?fù)涫谴问来螒蚰Ｐ椭谱鞯闹匾鞒讨弧Ｔ诟吣５窨踢^程將模型進(jìn)行增加細(xì)分雕刻，從而導(dǎo)致模型面數(shù)高達(dá)數(shù)百萬面，布線分布紊亂，無法進(jìn)行拓?fù)洹Ｎ覀儗⒏吣Ｍㄟ^ZBrush軟件自帶的插件Decimation Master（抽取大師）和幾何體編輯中的ZRemesher工具進(jìn)行高模的減面優(yōu)化和重新布線處理，將所得到的低模以obj格式導(dǎo)入TopoGun軟件中進(jìn)行模型的拓?fù)?。在模型的拓?fù)涔ぷ鲿r(shí)，盡量避免模型之間的穿插與三角面的出現(xiàn)，根據(jù)模型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行布線，在模型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折處，盡可能多使用四邊面表現(xiàn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折。

4.3 ?UV拆分與烘焙法線

UV拆分是每一款三維軟件都會自帶的功能，對于一些簡單的幾何體造型我們可以使用三維軟件自帶的UV拆分功能。Headus UVLayout是一款廣泛應(yīng)用于游戲和視覺特效領(lǐng)域UV拆分展平的軟件，它是通過快捷鍵配合滑鼠進(jìn)行操作的軟件，操作簡單直接。我們在UV拆分時(shí)應(yīng)盡量避免拉伸和UV之間的重疊擠壓，UV接縫部分應(yīng)安排在視角觀察不到的地方。xNormal是一款專門用于次世代游戲模型貼圖烘焙的軟件，其最大的特點(diǎn)就是渲染速度快，即使面數(shù)數(shù)量龐大的高模也可以導(dǎo)入到此軟件中進(jìn)行烘焙。在導(dǎo)入低模烘焙過程中，最重要的一個(gè)點(diǎn)就是要勾選use cage使其封套生效，在烘焙貼圖之前首先設(shè)置xNormal參數(shù)，為了避免上下相反，要將綠通道設(shè)置3ds Max為y+，Maya為y-。

4.4 ?貼圖繪制

次世代游戲貼圖的繪制方法一般分為兩種，一種是在ZBrush軟件中對高模直接進(jìn)行色彩的繪制，另一種是在Photoshop軟件中通過UV拆分圖和法線貼圖進(jìn)行貼圖的繪制。第一種貼圖繪制要求創(chuàng)作者有扎實(shí)的美術(shù)功底和對色彩的感知能力，在ZBrush軟件繪制過程中打開材質(zhì)和上色模式，對高模進(jìn)行統(tǒng)一鋪色和賦予材質(zhì)，并對顏色的飽和度和透明度進(jìn)行部分調(diào)節(jié)，通過ZBrush軟件自帶的筆刷和Alpha對色彩和紋理進(jìn)行繪制。第二種繪制方法要將所拆分好的UV導(dǎo)入到Photoshop軟件中，同時(shí)將打開法線貼圖，將綠色通道中的法線貼圖復(fù)制到UV中，圖層模式改為疊加，對貼圖進(jìn)行反相命令，最后通過模型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行貼圖的繪制。

4.5 ?優(yōu)化調(diào)整與渲染預(yù)覽

在次世代游戲角色制作中優(yōu)化調(diào)整是必不可少的，它可以為游戲角色錦上添花，在角色模型精神面貌方面增添一些富有內(nèi)涵性的人文元素，使角色更加接近于真實(shí)畫面，讓玩家可以快速投入游戲中。渲染的主要目的就是要把游戲角色盡可能高效真實(shí)地展現(xiàn)出來，新的Zbrush2019給軟件自帶的預(yù)覽渲染系統(tǒng)加入了大量NPR濾鏡，通過多達(dá)12個(gè)濾鏡通道的相互疊加和影響，Zbrush可以渲染出極具魅力的NPR圖像，Zbrush的濾鏡范圍是可以精確控制的，實(shí)時(shí)調(diào)整光線和透視，這是之前的軟件做不到的，可以在純黑的暗部邊緣呈現(xiàn)出白色的反光，這種效果正是設(shè)計(jì)師們所夢寐以求的。

5 ?次世代游戲角色模型實(shí)例制作流程

5.1 ?《英雄聯(lián)盟》納什男爵模型制作

在制作次世代游戲模型之前，通過收集素材了解角色的結(jié)構(gòu)，采用合適的建模方式進(jìn)行創(chuàng)建，納什男爵作為生物模型，在這里我們通過Zbrush中Z球的創(chuàng)建模式進(jìn)行低模的創(chuàng)建，為低模增加細(xì)分級別，使用Zbrush自帶的雕刻筆刷依據(jù)收集的素材進(jìn)行模型的細(xì)節(jié)雕刻，最終達(dá)到寫實(shí)的高模模型。

5.2 ?《英雄聯(lián)盟》納什男爵模型拓?fù)?/p>

5.2.1 ?拓?fù)涔ぞ呓榻B

5.2.2 ?拓?fù)淞鞒?/p>

將模型低模通過Zbrush軟件中的Decimation Master（抽取大師）插件進(jìn)行減面優(yōu)化，導(dǎo)出obj格式文件，將文件導(dǎo)入TopoGun軟件進(jìn)行拓?fù)?。在拓?fù)溥^程中，以生物運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行均勻布線，采用四邊面為主，減少三邊面的使用。納什男爵角色模型兩邊對稱分布，只需拓?fù)湟话肽Ｐ图纯?，通過添加模型對稱修改器將模型拓?fù)渫瓿伞?/p>

5.3 ?《英雄聯(lián)盟》納什男爵模型UV拆分與法線烘焙

基于模型UV拆分進(jìn)行制作模型貼圖制作，UV的拆分決定著模型貼圖效果，在拆分UV時(shí)避免UV扭曲和重疊。將展開UV的納什男爵導(dǎo)入ZBrush中，降低模型細(xì)分級別，通過Tool工具中的CreateNormalMap生成法線貼圖。

5.4 ?《英雄聯(lián)盟》納什男爵模型貼圖繪制

顏色貼圖的繪制需要將UV和法線貼圖導(dǎo)入到Photoshop軟件中，在Photoshop中將法線貼圖處理成黑白效果，通過Photoshop中的畫筆工具對貼圖進(jìn)行繪制，在繪制過程中要注意顏色的飽和度、虛實(shí)變化以及冷暖對比。

5.5 ?《英雄聯(lián)盟》納什男爵模型渲染預(yù)覽

本作品是在3Ds Max軟件中進(jìn)行渲染，將3Ds Max中安裝V-Ray渲染器插件，調(diào)試燈光渲染出模型最終效果圖。

6 ?結(jié)束語

在數(shù)字化技術(shù)迅速發(fā)展的大背景下，游戲行業(yè)越來越認(rèn)識到數(shù)字雕刻技術(shù)對次世代游戲的設(shè)計(jì)與制作的重要性。利用數(shù)字雕刻技術(shù)進(jìn)行次世代游戲模型的設(shè)計(jì)與制作，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)次世代游戲角色模型精細(xì)度不足，貼圖效果不真實(shí)等現(xiàn)象。目前數(shù)字雕刻技術(shù)在次世代游戲制作中剛剛起步，隨著數(shù)字化的不斷發(fā)展，數(shù)字雕刻技術(shù)走向成熟，推動游戲產(chǎn)業(yè)多元化發(fā)展，在影視、動畫和游戲產(chǎn)業(yè)為人們帶來視覺盛宴的同時(shí)，促進(jìn)世界各國多元文化

交流。

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