動作冒險類游戲道具設計關鍵技術及難點解析
——以《愛麗絲：瘋狂回歸》為例

陳若飛（安徽師范大學 新聞與傳播學院，安徽 蕪湖 241002）

動作冒險類游戲中的道具一般指能夠與玩家互動，或對游戲角色的屬性產(chǎn)生某種影響，或自身屬性發(fā)生改變的物品。若玩家未采取任何行動，則這種影響或改變將不會發(fā)生。如由EA（美國藝電公司）發(fā)行，根據(jù)世界文學名著《愛麗絲漫游奇境》和《愛麗絲鏡中奇遇記》改編而來的動作冒險類游戲《愛麗絲：瘋狂回歸》中，玩家扮演愛麗絲控制其跳進打開的紫羅蘭花中時，花瓣就會閉合，愛麗絲便可回血；操控胡椒炮對NPC（非玩家控制角色）進行射擊，可致其受傷甚至死亡；操控雨傘可將敵人發(fā)來的炮彈反彈。

從制作的角度來說，道具則不限于上述種類。《愛麗絲：瘋狂回歸》項目中，除去角色和大型場景的搭建，大量不因角色作用而發(fā)生狀態(tài)改變的雕塑、房屋、樹木等實體的設計與制作均歸屬道具設計范疇。道具設計的關鍵技術主要集中在原畫設計、模型制作、數(shù)字雕刻和貼圖繪制四個方面。

一、根據(jù)游戲背景設定原畫

原畫設計根據(jù)游戲背景，按照從場景氣氛稿到具體道具設計方案的路徑實施，以便從整體到局部的把握。背景資料包含游戲世界的政治、經(jīng)濟、文化、宗教等情況，與場景、角色、道具等諸多元素共同構建出一個有機的游戲世界。具體來說，游戲背景分為游戲世界觀和故事背景。前者指策劃人員對游戲世界整體而系統(tǒng)的描述，后者側重于游戲主角及其同周圍事物的關系描述，其觀察面小于前者。

動作冒險類游戲中玩家操控角色經(jīng)歷諸多事件以達到某種目的，經(jīng)歷事件的原因或在游戲初期交代，或在游戲進程中逐漸顯現(xiàn)，而游戲的最終結果也會在游戲過程中作出鋪墊，以免玩家面對龐雜的游戲世界和有限的游戲反饋而感到困惑。游戲背景向玩家提供上述信息，對游戲世界作出準確描述，并約束玩家行為，使其具有合理性和邏輯性。

游戲世界觀搭建得越完整，玩家對游戲世界的樣貌越清晰，沉浸感越強，持續(xù)游戲的愿望也更強烈。完整的世界觀幫助設計師明確游戲背景、設計主題、游戲的主要內(nèi)容、勢力關系、整體格局等內(nèi)容，從宏觀上確立了場景及道具設計的大致方向。世界觀約束時空關系，時間特征、空間特征得以明確，從微觀上決定了道具設計的具體細節(jié)。

圖1 從左至右為低級別到高級別胡椒炮原畫設定

圖2 從左至右依次為胡椒炮的顏色貼圖、法線貼圖、高光貼圖以及模型賦予貼圖后的效果

《愛麗絲：瘋狂回歸》的故事發(fā)生在19世紀的維多利亞時代，時值英國工業(yè)革命和大英帝國的峰端，從時間上分析屬于古典類型；故事發(fā)生地為真實世界（倫敦）和愛麗絲的幻想世界（奇境），從空間上分析屬于雙時空并行；該游戲區(qū)別于其他中世紀魔幻題材游戲將“劍和魔法”作為素材，而把“火焰和爆炸”作為主要素材造就游戲，從題材上看充分結合了工業(yè)文明和幻想主義；該游戲混合了戰(zhàn)爭、幻想、現(xiàn)實和恐怖因素，而非某一類型的純粹架構，從內(nèi)容上看屬于多類型雜糅；為了拾回記憶，找尋真兇，愛麗絲將要在現(xiàn)實世界中同百般阻撓她的醫(yī)生做斗爭，同時還要與內(nèi)心世界里因為極度愧疚而陷入瘋狂的自己做抗爭，從角色目標上看屬于雙目標并行；游戲中玩家通過跳躍、打斗闖關，以收集記憶碎片來接近真相，從玩家目標上看以解謎為主，跳躍、打斗為輔；游戲中玩家依靠收集牙齒升級武器，從經(jīng)濟上來說玩家不需要花費金錢從商城購買道具，為單機游戲。

明確游戲世界觀相關信息后，需考慮更為具體的游戲故事背景。游戲中主角愛麗絲的家人在真實世界的火災中喪生，家園被燒毀，于是她變得精神異常，被送進精神病院。邪惡的醫(yī)生告訴愛麗絲是她的過失導致這場災難，愛麗絲便深陷自責中，記憶支離破碎。在醫(yī)生的照料下，愛麗絲病情好轉，決定調(diào)查事件的真正起因。與此同時，奇境在紅心皇后的殘酷統(tǒng)治下倍受摧殘，各種黑暗勢力瘋狂迫害奇境及其子民，小白兔迫切召喚愛麗絲回到奇境幫助他們。愛麗絲的自我救贖之旅在真實世界和內(nèi)心意識中同時展開，兩個世界中的諸多情節(jié)相互對應，通過這場救贖之旅，愛麗絲將發(fā)生徹底轉變，迅速歷練成長。

世界觀和故事背景直接影響到游戲的表現(xiàn)形式，即美術風格和核心設計理念。融匯強烈的維多利亞風格和哥特風格特點的寫實手法，最適宜展現(xiàn)被灰暗氛圍籠罩的倫敦街道和色彩艷麗、氣氛詭異的奇境風貌。原著《愛麗絲漫游奇境》中當愛麗絲來到公爵夫人家時，恰好看到廚娘正往熬制的湯中撒胡椒粉。游戲遂以該情節(jié)中的胡椒研磨器為原型，加入維多利亞風格和哥特風格的裝飾構建，演變成以火焰為攻擊效果的武器道具胡椒炮，并在游戲中加入情節(jié)動畫，愛麗絲在與公爵夫人交談后得到該道具。胡椒炮原畫設計立足游戲背景，與整體美術風格相一致，既在真實世界有跡可循，同時又加入了幻想元素 。（圖1）

二、由原畫、引擎承載力、物品等級歸納模型制作方案

（一）原畫對模型的影響

游戲制作前期，原畫師根據(jù)策劃人員提供的資料繪制出相應的道具方案。此時的畫面不一定非常精細，可能只有大體輪廓和質(zhì)感的表現(xiàn)，而后綜合色彩、造型、燈光、陰影、特效等諸多因素經(jīng)反復修改成為概念型原畫。道具設計師除了參考道具類原畫外，還需關注場景類原畫，場景類原畫通過色彩基調(diào)、光影變幻和特效元素著重描繪環(huán)境氛圍，同時交代出場景與其中的實體對象等之間的空間和比例關系。

制作型原畫是原畫師在完成游戲美術的整體設計，即概念型原畫的基礎上繪制的，此類原畫注重細節(jié)塑造，為3D部門設計師提供準確的造型、色彩、紋理等參考依據(jù)。

該游戲有相當一部分優(yōu)秀的概念型原畫未能最終實現(xiàn)，究其原因，除了少部分與主題有所偏差外，更多的是因為過于奇異的想法付諸實踐頗具困難，只得放棄。原畫和模型實為相互影響的關系，原畫是模型制作的依據(jù)，而模型反過來也要求原畫必須具有可行性。

（二）游戲引擎對模型的影響

模型制作方案并非只受到原畫的影響，引擎承載力也是另一重要因素。通常在一款游戲當中，用于角色模型上的三角面數(shù)量最多，其次是場景中的大型道具和實體對象，隨身道具一般不會使用超過角色的三角面數(shù)量。這是因為角色作為玩家的化身是游戲的主角，被賦予大量動作信息，只有相當數(shù)量的面數(shù)保證才能使角色完成復雜動作時不至穿幫。本游戲中愛麗絲的三角面數(shù)量約為12000個，以保證其做出打斗、彎腰、下蹲等大幅度動作時，身體部位出現(xiàn)變形、拉伸、較明顯的棱角以及面與面之間穿插等情況。

《愛麗絲：瘋狂回歸》基于Epic Game（英佩數(shù)碼）公司開發(fā)的Unreal Engine 3（虛幻引擎3）開發(fā)。引擎承載量是有限的，利用法線貼圖表現(xiàn)道具表面的凹凸起伏，而非將所有細節(jié)以實際模型建出，可大大節(jié)省包括引擎空間在內(nèi)的各方成本。

游戲基于虛幻引擎3提出如下模型設計與制作的總體指導方針：

1.模型：對于每個主要道具和靜態(tài)網(wǎng)格資源，建立兩個版本的網(wǎng)格模型：一個可渲染的帶有UV坐標系的網(wǎng)格模型（低模）和一個只帶有幾何信息的細節(jié)網(wǎng)格模型（高模），利用基于細節(jié)網(wǎng)格模型的所有幾何信息，生成一個高分辨率的法線貼圖。可渲染模型使用3000到12000個三角面范圍，在同一個場景中這樣的可見模型同時可以有5到20個。

2.細節(jié)網(wǎng)格模型：使用150萬到800萬個三角面為標準的道具和角色建立細節(jié)網(wǎng)格模型。

（三）物品等級對模型的影響

給場景中的道具和實體對象分配面數(shù)時，需考慮物品等級因素：

1.場景中的部分非隨身道具在游戲過程中與玩家的距離會發(fā)生遠近變化，針對該變化采取LOD技術（Level of Detail）應對，即多細節(jié)層次技術。根據(jù)物體模型的節(jié)點在顯示環(huán)境中所處的位置和重要程度，決定物體渲染的資源分配，降低距離玩家較遠物體的面數(shù)和細節(jié)度以簡化整個場景的復雜程度，減少繪制的數(shù)據(jù)量，提高實時繪制速度，從而獲得高效的渲染運算。項目中LOD共分三個級別，LOD1模型面數(shù)為原模型面數(shù)的50%左右；LOD2模型面數(shù)為LOD1模型面數(shù)的50%左右；LOD3模型面數(shù)為LOD2模型面數(shù)的50%左右。若下一層級的模型面數(shù)無法縮減至上一層級的50%左右，而只能縮減一點，則省去該層級。若縮減面數(shù)導致物體模型在稍遠距離下無法被辨認，則省去下一層級制作。

2.道具、場景中的實體對象同角色一樣有主次之分，與主角關系越密切的道具越容易受到玩家關注，在估算模型面數(shù)時要分配此類道具相對多的面數(shù)。游戲畫面中離玩家較遠的實體對象作為背景應分配相對少的面，只需達到通過剪影即可被辨認的程度。

三、數(shù)字雕刻技術在三維模型制作中的運用

數(shù)字雕刻繪畫軟件ZBrush可創(chuàng)造出單憑Maya或3D Max建模技術難以實現(xiàn)的復雜形態(tài)效果。其提供了豐富的預設筆刷和Alpha（通道）工具，通過不同筆刷和Alpha工具的組合運用，能夠雕刻出褶皺、銹跡、破損等細節(jié)。

基于ZBrush在細節(jié)表現(xiàn)上的優(yōu)勢，項目大量采用其解決如何使畫面效果逼真的技術難題。道具設計師在Maya或3D Max中制作好模型，將文件存儲為obj格式并導入ZBrush中，即可在其平臺上對模型進行細節(jié)雕刻，雕刻過程中總結出如下經(jīng)驗：

1.導入ZBrush的obj格式模型在雕刻前應先細分到最高級別，第8級或第9級（視實際情況而定，以模型不超過200萬個面為佳），然后再降低細分級別到第4級左右開始雕刻，在第4級雕刻完后，上升到第5級繼續(xù)雕刻，以此類推，層層遞進。只有在預雕刻前將細分級別調(diào)到最高級別，再降低到低級別，由低級別向高級別雕刻才可達到相對細膩的效果。若直接從低級別向高級別雕刻，則可能出現(xiàn)到第5級或第6級就無法提高細分級別繼續(xù)深入的情況，物體表面呈現(xiàn)明顯的馬賽克狀。

2.堅硬物體表面若存在裂痕，其邊緣通常呈鋒利狀，僅使用Standard畫筆，無法獲得尖銳的邊緣效果，若配合Mask（遮罩）工具則可以達到預想效果。具體方法是運用Mask工具沿預計的裂痕兩旁仔細描繪出需要遮罩的部分，然后使用Standard畫筆進行雕刻。

四、貼圖繪制及烘焙的注意事項

三維游戲項目中，模型被賦予不同類型的貼圖。貼圖的種類包括顏色貼圖、高光貼圖、全局光貼圖、法線貼圖、凹凸貼圖等。寫實型游戲通常利用顏色貼圖、法線貼圖和高光貼圖表現(xiàn)物體表面的物理狀態(tài)，游戲中胡椒炮的貼圖及賦予貼圖后的效果見圖2。

（一）顏色貼圖繪制時的注意事項

顏色貼圖用于表現(xiàn)物體的肌理、色彩、透明度。肌理即紋理、質(zhì)感，如金屬、玻璃、木頭等具有不同的肌理效果，色彩包括物體的固有色和環(huán)境色。

1.繪制顏色貼圖不應帶有明顯的方向性，這里指經(jīng)假定光源照射，物體表面形成對比強烈的明暗關系，此明暗關系暗示了光源方向。在繪制顏色貼圖時，常假設場景中有一盞頂光源（類似日光），以方便刻畫物體表面結構，但不應使各個面的明暗對比過強，過分強調(diào)貼圖本身的光影將對游戲場景的實際光源產(chǎn)生的效果造成干擾。

2.顏色貼圖的繪制需著重把握畫面的真實性和可信度，現(xiàn)實世界中很多物體并非完美，而是存在或多或少的瑕疵，如腐朽的木條、磨損的桌腳等，可通過疊加真實材質(zhì)圖片和手繪修飾的方法表現(xiàn)這些細節(jié)。

3.為了節(jié)省資源，當繪制地面、墻壁這類玩家視線非長時間停留區(qū)域的貼圖時，應采用四方連續(xù)或二方連續(xù)法，切忌過分突出的細節(jié)。

（二）法線貼圖烘焙時的注意事項

法線貼圖用以表現(xiàn)模型表面的凹凸起伏，其記載了需要進行光影變換的模型上各個點的法線情況。一條法線是一個由X、Y、Z三個分量組成的三維向量，三個分量的值分別被作為紅、綠、藍三種顏色的值儲存下來，因而法線貼圖呈藍紫色。法線貼圖并非記錄的是每個點的法線的絕對角度，而記載的是一個相對于平面的插值，依據(jù)貼圖信息，顯示芯片實時生成帶有光影變化的新貼圖，達到視覺上的立體效果。

當使用Maya軟件制作模型時，將高模和低模在軟件中適配，計算兩者之間的差異“烘焙”得出法線貼圖，將其導入PhotoShop軟件中，通過插件NVIDIA Normal Map Filter繼續(xù)將顆粒感、灰塵一類細節(jié)的凹凸狀況轉化出來，疊加在此前的法線貼圖上并加以修整，最后將所得法線貼圖貼至低模的法線貼圖通道上。

1.為達到平滑的視覺效果，烘焙法線貼圖前須做好低精度模型的軟硬邊設置。

2.烘焙法線貼圖前須保證每個低精度模型均擁有單獨的UV。UV是將三維模型展開后平鋪成的二維平面，其水平方向為U向，垂直方向為V向。若烘焙時出現(xiàn)UV重疊現(xiàn)象，軟件將無法辨別哪個平面用于解算，繼而會同時生成，導致錯誤。

3.當高模指向背離觀察者的方向，或與觀察者的目光垂直相交，顏色貼圖通常做整塊暗色處理，此時將無法捕捉到法線貼圖。

（三）高光貼圖繪制時的注意事項

高光貼圖用于表現(xiàn)不同質(zhì)感的物體表面的高光情況。如金屬的高光和石頭的高光明顯不同，金屬表面高光反差強烈，石頭的表面則沒有什么高光，只在邊角處有少量高光。高光包含兩方面信息，一是強度，二是顏色，明度越高的區(qū)域，高光反射越強，反之越弱。高光的效果隨著光線的變化而改變。

有作法將顏色貼圖去色，再稍加調(diào)整色階制作高光貼圖。這種單色高光貼圖制作過程方便快捷，但效果也相對平淡。游戲中的奇境由大量詭異元素構建，為表現(xiàn)幻想世界的神秘，游戲采用了帶有色彩信息的高光貼圖豐富視覺效果。如原木色胡椒炮的高光貼圖偏綠色，藍色玻璃瓶的高光貼圖偏紫紅色，灰色時鐘兔的高光貼圖偏黃綠色。高光貼圖的色彩傾向不完全等同于顏色貼圖，但物體的固有色限定了其高光的偏色范圍。

結語

道具設計是游戲設計中的重要環(huán)節(jié)，工作繁重而復雜，需從功能概念設計、造型設計和藝術表現(xiàn)等多個方面綜合考量。道具設計的具體藝術創(chuàng)造與場景氛圍、游戲角色特點、空間層次、色彩搭配及材質(zhì)光效等密不可分。道具設計的關鍵技術和難點則集中體現(xiàn)在基于游戲背景設定原畫，基于原畫、游戲引擎承載力和物品等級歸納模型方案，數(shù)字雕刻工具的靈活運用，以及具體的貼圖與材質(zhì)繪制技巧上。■

[1] 諶寶業(yè)，劉若海，王劉輝.游戲原畫設計[M].北京：清華大學出版社，2011.

[2] https://wapbaike.baidu.com/item/愛麗絲：瘋狂回歸/7149255?fr=kg_general

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

[4] 周飛.法線貼圖技術在次世代游戲圖像中的原理及應用[J].湖北經(jīng)濟學院學報.2012（6）.