管庭瑋

摘 要：通常，三維游戲角色的制作過程分為六個步驟：原始圖片設(shè)置、模型構(gòu)建、貼圖烘焙、骨架蒙皮、動畫制作和引擎測試。生產(chǎn)周期為一到半月。本文將圍繞三維游戲設(shè)計中動畫角色設(shè)計要素展開分析。

關(guān)鍵詞：三維游戲;游戲設(shè)計;動畫角色;設(shè)計要素

三維動畫又稱3D動畫，是隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一門新技術(shù)。三維動畫軟件首先在計算機中建立一個虛擬世界，在這個虛擬的三維世界中，設(shè)計者根據(jù)被表現(xiàn)對象的形狀和大小建立模型和場景。然后，根據(jù)需要設(shè)置模型的運動軌跡、虛擬攝像機的運動等動畫參數(shù)。最后，根據(jù)需求對模型進行了分配，穿上特定的材料和燈，當(dāng)所有這些都完成后，計算機可以自動計算并生成最終的圖片。在當(dāng)今越來越流行的游戲產(chǎn)業(yè)中，不難發(fā)現(xiàn)，游戲已經(jīng)成為人們釋放自我和娛樂的主要方式之一。真正吸引玩家的應(yīng)該是游戲人物的設(shè)計，而不是情節(jié)，玩家不會記得情節(jié)，只能記住人物。因此，在游戲的創(chuàng)作過程中，游戲角色的作用顯得尤為重要。

一、三維游戲角色原畫以及設(shè)定

通常每一款游戲都會有相應(yīng)的藝術(shù)風(fēng)格和藝術(shù)標準，這將逐一決定整個游戲的藝術(shù)方面要呈現(xiàn)給玩家什么樣的風(fēng)格，除了設(shè)定藝術(shù)標準，游戲需要什么樣的藝術(shù)效果，呈現(xiàn)什么樣的細節(jié)和特點[1]。在角色制作的第一步，設(shè)計師會盡早設(shè)計出原創(chuàng)的角色畫，并對角色設(shè)置、特征等有一定的框架。

二、三維游戲角色模型設(shè)計制作及拆分UV

當(dāng)游戲角色的原始繪圖和設(shè)置確定后，將生成角色模型。一般會先制作角色模型的中模，中模能盡快的將原畫中的角色的體型、輪廓描述出來。通常在下一代游戲制作中，高模制作完成后會進行中模制作，高模制作會使角色模型非常精細，包括很多角色細節(jié)、角色素材等，展現(xiàn)角色的詳細特征。高模制作完成后，根據(jù)高模制作低模，減少面數(shù)，在保證字符輪廓匹配的前提下盡可能優(yōu)化。由于需要考慮手機游戲運營中的性能問題，該游戲?qū)嶋H上采用的是低模式，在精簡面數(shù)的同時，應(yīng)合理布線，方便后續(xù)角色移動。繪畫作品的制作。創(chuàng)建模型后，需要將模型拆分為UV貼圖。通常，UV貼圖指的是相應(yīng)模型的坐標。當(dāng)我們將三維模型分解成二維平面時，利用UV計算每個平面對應(yīng)于三維模型的具體位置，使映射精確地對應(yīng)于模型的表面[2]。

三、三維游戲角色貼圖繪制（烘焙）

模型制作完成后，需要繪制貼圖，而在這個環(huán)節(jié)中需要科普的是：早期的傳統(tǒng)游戲（魔獸世界），在繪制貼圖時非常簡單，所有元素都覆蓋在一張貼圖上，什么樣的效果是手工繪制的，什么樣的效果才是榜樣。下一代游戲概念加入后，法線貼圖（normalmap）、反射率貼圖（albedo map）、金屬度貼圖（metallicmap）和粗糙度貼圖（roughness）。法線貼圖映射是描述曲面細節(jié)的凹凸變化，反射率貼圖表示對象的顏色和紋理。金屬度貼圖和粗糙度貼圖映射表示物體在光照條件下的紋理。最新的次世代技術(shù)是PBR技術(shù)（基于真實物理的渲染方法）。PBR有兩種工作流程，一種是基于金屬的，另一種是基于鏡面反射的。上面描述的四個貼圖是金屬工作流的內(nèi)容。貼圖繪制的環(huán)節(jié)，不同類型的游戲會有一定的區(qū)別，以次世代游戲為例，法線貼圖是根據(jù)高模的細節(jié)紋理通過烘焙的方式而生成的貼圖，為的是將低模呈現(xiàn)的細節(jié)更加豐富;反射率貼圖主要體現(xiàn)模型的紋理和顏的貼圖;金屬度貼圖主要體現(xiàn)模型表明金屬情況的貼圖;粗糙度貼圖主要體現(xiàn)模型表面的粗糙情況。在通過各種微調(diào)、細節(jié)優(yōu)化后，便開始了貼圖的繪制，這也是游戲美術(shù)風(fēng)格、角色美術(shù)細節(jié)體現(xiàn)的部分，除了要用到大量的高清素材，還會需要設(shè)計者手繪進行原創(chuàng)制作，次世代游戲則會結(jié)合以上的貼圖，以達到更好的角色質(zhì)感和表現(xiàn)效果[3]。

四、三維游戲角色搭建骨骼及蒙皮

模型、貼圖制作完成后，需要進行游戲角色骨骼搭建，這里會根據(jù)角色的特性進行不同的設(shè)計，合理的根據(jù)角色肌肉、關(guān)節(jié)搭建骨骼，以方便后續(xù)的動畫制作。而在角色骨骼搭建完畢之后則可以開始蒙皮，由于在3D人物制作過程中，角色骨骼和角色模型是分開的，因此將肌肉和皮膚綁定在相應(yīng)骨骼上，保證骨骼運動模型對應(yīng)的部位會跟著運動的過程叫做蒙皮。蒙皮除了將模型綁定到骨骼上，更重要的是合理分布每一塊骨骼控制的模型區(qū)域，分布的越合理自然、符合真實生物運動肌肉牽引，才能越好的滿足生物動畫運動的需求[4]。

五、三維游戲角色動畫制作及優(yōu)化

在人物蒙皮完畢后，將根據(jù)游戲需要制作動畫，如角色行走，從而達到逼真的效果。這一過程將涉及骨骼、生物運動等知識，在動畫制作和優(yōu)化環(huán)節(jié)將更加嚴謹，除了反復(fù)檢查參與活動的皮膚和骨骼外，還需要刪除不必要（多余）的骨骼，應(yīng)嚴格按照動畫過程制作，通常一個骨架用于多個對象，因此綁定過程通常比動畫本身更重要[5]。

六、導(dǎo)入引擎進行測試

完成上述工作后，動畫師將把好的角色還給模型制作者。此時，角色模型將導(dǎo)入引擎進行測試，包括材質(zhì)渲染和其他內(nèi)容。這一部分還可以進行各種優(yōu)化調(diào)整，經(jīng)過測試，角色模型本身的生產(chǎn)過程甚至被考慮在內(nèi)。

七、總結(jié)

在游戲角色的設(shè)計中，主要有兩個方向：一是故事情節(jié)導(dǎo)向設(shè)計;二是視覺藝術(shù)導(dǎo)向設(shè)計。故事型角色設(shè)計通常依賴于游戲的情節(jié)，即設(shè)計師從故事的背景和內(nèi)容出發(fā)，挖掘人物的個性特征，并確定人物的外形形象。然后，根據(jù)故事的特點，可以確定什么樣的視覺形象來呈現(xiàn)角色，通過這種方式，玩家將更有興趣了解游戲背景和操縱角色。以藝術(shù)為導(dǎo)向的游戲角色設(shè)計不依賴故事內(nèi)容，其往往為簡單模式的游戲提供純粹的視覺藝術(shù)強化作用。游戲角色常常來自設(shè)計師的突然靈感，驅(qū)使他去創(chuàng)造這個角色，然后為其創(chuàng)造故事。

參考文獻：

[1]崔麗.VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)在三維游戲設(shè)計中的開發(fā)與實現(xiàn)[J].電視技術(shù)，2018，42（05）：44-48.

[2]呂勃陶，蔡文庸.次世代三維游戲中的角色設(shè)計淺析[J].科技傳播，2015，7（17）：21-22.

[3]盧金浩，張帥，伍傳敏.基于Unity3D三維游戲場景與AI系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].三明學(xué)院學(xué)報，2013，30（06）：31-35+44.

[4]楊玥，閆光耀.淺談三維游戲動畫角色設(shè)計元素[J].科技資訊，2012（10）：18.

[5]焦翔.論三維網(wǎng)絡(luò)游戲角色設(shè)計之模型數(shù)據(jù)平衡[J].藝海，2011（06）：75-76.