開放世界類型游戲的設計與制作

周正 司占軍 秦雷

摘要：如今的國內游戲市場多以移動游戲為主，單機、主機游戲比重占比較少，在畫面表現和游戲創意玩法上與國外游戲存在較大差距，開放世界游戲是現在主流的游戲模式，這種模式可以給玩家帶來足夠的自由度，玩家的不同選擇會導致游戲任務結局的不同。該文基于Unity引擎設計并制作一個開放世界類型游戲，使用了Unity的HDRP管線，然后通過3dsMax、Blender來制作模型動畫，通過Unfold3D來對模型進行展UV操作，使用Photoshop來對游戲中的圖像元素進行制作。最后使用C#語言腳本實現游戲邏輯，最后在Unity引擎制作游戲并將其發布。

關鍵詞：開放世界類型游戲;HDRP;Unity3D

中圖分類號：TP37 文獻標識碼：A

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1009-3044（ 2020122-0001-02

在開放世界型游戲中，玩家可以自由地在場景中進行漫游，可以有選擇性地完成任務，這種游戲也被稱為“漫游式”游戲。由于自由度高且可玩性較強，如今開放世界游戲設計模式已經廣泛被運用到各大廠商游戲作品中。然而國內游戲中使用開放世界游戲模式設計的游戲少之又少，刨除大部分移動手機游戲，剩余的RPG游戲中，游戲模式多以線性劇情為主，游戲可玩性較差。

本文采用Unity引擎進行制作，主要研究內容為在Unity如何開發開放世界類游戲和游戲優化上，包括計算機編程、鏡頭運用、動畫設計制作、平面設計以及游戲關卡等方面。另外，高清渲染管線（HDRP）的應用，相比于以往的默認管線，在圖像的繪制和表現上具有較大的提升。

1 開發環境及軟件

Unity開發環境為Windowsl0專業版，英特爾Core（TM）i7-6900k CPU3.20GHz，32G內存，64位操作系統。另外游戲制作還用到了Autodesk 3ds Max 2016，Adobe Photoshop CC 2018，Blender， Visual Studi0 2019 Community，Unfold3D等軟件。

2 游戲設計思路

本次開放世界類型游戲的整體思路由以下幾個部分組成，使用3ds Max以及Blender進行建模，使用Photoshop進行平面素材的設計與制作，使用Unity引擎中的UGUI工具完成交互部分，在Unity中完成游戲場景搭建，以及C#語言實現游戲邏輯功能。本次設計的整體思路流程圖如圖1所示。

3 開放世界類型游戲的設計與制作

3.1 模型制作和貼圖繪制

使用3ds Max制作的模型主要為人物模型，由于整體的畫風屬于Lowploy風格，所以在人物建模上可以有效地縮短制作時間，制作完成后將三維模型導出為.obj格式的文件并導人Unfold3d軟件進行UV展開。使用Blender2.8制作Lowploy風格的房屋樹木等場景，因為Blender在2.8版本的雕刻模式可以更快地實現Lowploy風格的制作。

接下來將展開UV的模型文件導入SubstancePainer中去，將貼圖的大小設置為2048*2048大小，創建成功后如圖2所示。SubstancePainter可以將不同的圖層疊加，生成最后的貼圖，各圖層之間可以添加蒙版，可以對相應區域進行遮罩處理。在SubstancePainter中可以使用智能材質，智能材質可以直接拖拽到模型上，添加到模型上時會自動展開成不同的層級。

3.2 游戲UI設計

本次制作的游戲整體風格為Lowploy風格，游戲名稱命名為《紙屆》，所以整體的風格設計偏紙上涂鴉。因此需要對大量的圖像進行手繪，從而使得整體效果與游戲風格相匹配。游戲中含有的UI系統包括主頁、設置界面、背包系統、角色面板等，制作過程在Photoshop中完成。

3.3 場景搭建

將模型導入Unity中后，需要創建材質球。在Assets中創建相應的文件結構，把模型資源放在Arties文件夾中，并在其中創建Models文件夾并創建Material，由于工程采用HDRP，所以材質使用名稱為“HDRP/Lit”的著色器。創建完對應材質球后，需要對其屬性進行修改。首先對SurfaceType進行設置，如果需要呈現透明效果的話，將該屬性設置為Transparent。在SurfaceInputs屬性分類中，Base Map屬性可以改變材質球的顏色，可以將材質球設置為純色，也可以將其設置為一張紋理貼圖，Metal-Iic和Smoothness屬性可以對材質球的金屬度和光滑度進行設置。制作完材質球后，把材質球賦予模型，將每個模型組建變為預制體，將預制體拖入場景，并擺放到合適的位置，制作完成后如圖4所示。

3.4 游戲邏輯腳本編寫

代碼首先要實現的功能是對游戲角色的控制，包括使用鍵盤完成行走、加速跑、跳躍功能，以及使用鼠標實現角色的旋轉等。以跳躍功能為例，需要檢測玩家是否位于地面，首先要以游戲角色下方為原點，向下發射一條有長度的射線，如果該射線檢測到碰撞物體為地面的話，證明角色現在位于空中，該代碼的實現方式如下：

RaycastHit hitlnfo;

#if UNITY_EDITOR

Debug. DrawLine（transf'orm. position+ （Vector3. up*O.lf），transform. position+（Vector3. up*0.1f）+（Vector3. down*In—GroundCheckDistance》;

#endif

if （Physics. Raycast（transform. position+（Vector3. up*O.lf）， Vector3.down， out hitlnfo，m_GroundCheckDistance》

{

m_GroundNormal= hitlnfo.normal;

m_lsGrounded= true;

m_Animator.applyRootMotion= true：

）

elsef

m_IsGrounded= false：

m_GroundNormal= Vector3.up;

m_Animator.applyRootMotion= false;

）

游戲中NPC的行為通過BehaviorTree插件來實現。該插件主要功能為輔助創建電腦角色的行為樹，優點在于可以使游戲中NPC的行為可視化。首先打開Behavior Designer面板，選擇需要添加行為的電腦角色，點擊創建行為樹，首先創建一個Se-quence節點，該節點為順序節點，當其下的子節點執行返回為真時，該節點為真，結束行為樹，然而當節點為假時，繼續執行下一節點，所有節點均為假時，此節點的返回值為假。

之后再新建兩個Sequence節點，實現NPC在兩點之間的移動，分別在兩個節點之下再添加Seek節點和Wait節點，Seek節點將實現該NPC移向目標點的行為，而Wait節點則實現了NPC停留的功能，制作完畢的行為樹如圖5所示。然而此時進行播放，并不會達到預期效果，行為樹的Seek節點完成之后，并不會繼續執行下一個行為，而是直接返回，此時需要將Sequence節點的Abort Type設置為Self，此時當其中一個子節點完成后，將繼續按順序執行下個一子節點，而不會像之前一樣直接返回，此時已經完成了NPC的行為樹[1]。

3.5 測試與發布

在制作完畢之后，需要對游戲進行多次測試，包括場景地圖的搭建，UI貼圖，游戲角色控制的流暢度以及相關的代碼邏輯等，找到游戲中存在的Bug，然后對其進行修復，之后在Unity中將其發布到PC平臺，在File菜單欄下找到Buiding Setting，再設置相關參數之后點擊Build即可。

4 結束語

根據國外游戲設計發展趨勢，開放世界游戲將逐漸成為一種主流關卡設計模式，它可以減少過多的可視化場景加載，減弱地圖邊界的存在，提升了玩家玩游戲時的沉浸感。另外，游戲采用Unity最新的高清管線（HDRP）進行制作，在性能優化和畫面表現力上要整體好于默認管線，因此基于Unity技術開發開放世界類游戲非常具有前瞻性。

參考文獻：

[1]何賽，游戲人工智能關鍵技術研究與應用[D].北京：北京郵電大學，2015.

【通聯編輯：謝媛媛】

作者簡介：周正（1996-），男，山東棗莊人，碩士，研究方向為虛擬仿真技術;司占軍（1971-），男，河北人，教授，碩士，研究方向為數字媒體技術;秦雷（1997-），男，學士，研究方向為數字出版。