關(guān)于次世代游戲3D高精模型制作與表現(xiàn)的研究

關(guān)于次世代游戲3D高精模型制作與表現(xiàn)的研究摘要：次世代游戲以其精良的制作水準(zhǔn)，電影級(jí)畫(huà)面的震撼感官俘獲眾游戲玩家。次世代游戲模型與傳統(tǒng)模型相比，把數(shù)字技術(shù)和藝術(shù)形式融入到了一定的高度，通過(guò)增加模型的面數(shù)，提高材質(zhì)貼圖的質(zhì)量，利用彩色貼圖、法線貼圖、高光貼圖、反射貼圖、陰影貼圖、凹凸貼圖等一套貼圖的組合運(yùn)用帶來(lái)了微妙的立體細(xì)節(jié)，材質(zhì)紋理的疊加和真實(shí)照片的映射成為了制作的手段。關(guān)鍵詞：次世代游戲；數(shù)字雕刻技術(shù)；模型；貼圖次世代游戲是未來(lái)游戲發(fā)展的方向，也是現(xiàn)代科技和藝術(shù)對(duì)游戲體驗(yàn)的應(yīng)用。次世代游戲所能體驗(yàn)到的是更加真實(shí)的3D畫(huà)面和精良的視聽(tīng)效果，是相對(duì)于過(guò)去游戲類(lèi)型的一個(gè)泛稱(chēng)，也是依靠一系列比較先進(jìn)的制作技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。次世代游戲3D高精模型制作所涉及的關(guān)鍵技術(shù)：（1）游戲模型受到硬件的影像，對(duì)自身面數(shù)有一定的要求，一般低模1000面數(shù)以下，中模為1000―3000面數(shù)之間，高模在3000以上。高模效果主要體現(xiàn)在角色面部和關(guān)鍵部位，非重要區(qū)域則對(duì)模型的面數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。次世代游戲單個(gè)角色模型面數(shù)可以達(dá)到30000面左右。（2）次世代游戲模型貼圖一般采用由顏色貼圖、法線貼圖、高光貼圖、反射貼圖、自發(fā)光貼圖等一系列組合而成的一整套貼圖。分別來(lái)表現(xiàn)物體的顏色和紋理、描繪物體表面細(xì)節(jié)的凸凹變化、表現(xiàn)物體在光線照射條件下體現(xiàn)出的質(zhì)感和增加貼圖的大小。1次世代游戲模型制作目前主流3D模型制作軟件有Maya、3dmax、Zbrush、Mudboxd、3Dcoat等，隨著軟件技術(shù)的升級(jí)，在今天的游戲制作上可以完成更加復(fù)雜細(xì)致的模型，也就是我們說(shuō)的次世代游戲模型的制作。幾款軟件在制作過(guò)程中各有差異，但殊途同歸，模型制作的思路和方法也基本是大同小異，并且?guī)卓钴浖g可以互相協(xié)調(diào)、兼容應(yīng)用，這也為眾多的三維模型制作師提供了極為便利的條件。首先需要完成基礎(chǔ)模型制作也是我們俗稱(chēng)的低模，這一過(guò)程我們主要在3Dmax或是Maya三維軟件中完成。這一階段的制作要求為：（1）完成大的角色輪廓形體，布線簡(jiǎn)潔明了。（2）模型布線合理，避免五邊型線條。（3）模型完成后將模型按照機(jī)構(gòu)劃分若干部分，方便后續(xù)制作導(dǎo)進(jìn)Zbrush中保留更多細(xì)節(jié)。完成這一階段模型制作后可以進(jìn)入高模制作階段，在Zbrush中導(dǎo)入已分好UV和命名的低模，首先觀察大的形體，有需要調(diào)節(jié)的地方可以通過(guò)move筆刷進(jìn)行調(diào)整，在雕刻的細(xì)節(jié)方面是需要依次漸進(jìn)，類(lèi)似于傳統(tǒng)繪畫(huà)過(guò)程，不需要一開(kāi)始就細(xì)分高級(jí)別來(lái)雕刻細(xì)節(jié)，比如在三級(jí)細(xì)分階段筆刷刷出大致形體肌肉感，然后再到五級(jí)細(xì)分階段仔細(xì)雕刻調(diào)整肌肉細(xì)節(jié)。2次世代游戲模型拓?fù)湮覀冊(cè)诖问来螒蚰Ｐ屠镏v到的拓?fù)渚褪抢酶呔Ｐ图?xì)節(jié)將模型的布線進(jìn)行重新整理的過(guò)程，制作出能夠在資源和效果之間取得平衡的高效低模，但模型拓?fù)溥^(guò)程的原則不單是模型的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折。次世代模型拓?fù)湫枰⒁庖韵聨c(diǎn)：結(jié)構(gòu)線是模型制作過(guò)程中首要考慮的問(wèn)題，這是基礎(chǔ)，在明確模型的設(shè)計(jì)級(jí)別和用途后，模型的細(xì)分面數(shù)就會(huì)相應(yīng)的有一些要求，在模型布線過(guò)程中一般會(huì)盡量避免三角形面數(shù)出現(xiàn)，如果無(wú)法避免就設(shè)置在一些沒(méi)有運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的地方，這樣也不會(huì)影響后期調(diào)動(dòng)作。其次是對(duì)模型的布線要求，模型最終的用途是來(lái)呈現(xiàn)一副靜幀作品還是一部動(dòng)畫(huà)作品？這兩方面對(duì)模型的布線都有不同的要求。一幅靜幀3D高精模型作品一般用來(lái)宣傳，考慮更多的是如何更好的分uv，繪制貼圖，展現(xiàn)精致的細(xì)節(jié)和完美的動(dòng)態(tài)，而應(yīng)用于動(dòng)畫(huà)中的3D模型我們就要更多考慮如何把握好關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)以及連帶肌肉的布線，這也是我們前面提到的結(jié)構(gòu)。再次，模型制作一半的時(shí)候進(jìn)行拓?fù)洌缺阌谕負(fù)湟脖阌谖覀兝L制貼圖。開(kāi)線框模式，同時(shí)分別給高模和低模不同的線框顏色。三維建模軟件除了自身的拓?fù)涔δ芤酝猓€有專(zhuān)門(mén)的拓?fù)涔ぞ弑热鏣opogun等。拓?fù)淝靶枰迅吣５募?xì)分級(jí)別降低，主要是為了方便重新布線時(shí)不用過(guò)多考慮細(xì)節(jié)的地方。在進(jìn)行拓?fù)洳季€時(shí)要注意的是布線均勻，走向合理，符合生物運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)于那些無(wú)法消除的三角面盡量隱蔽在無(wú)運(yùn)動(dòng)位置。3次世代游戲模型貼圖模型是用來(lái)表現(xiàn)角色場(chǎng)景的基本形狀和結(jié)構(gòu)關(guān)系，而物體表面的紋理質(zhì)感則需要通過(guò)貼圖方式來(lái)體現(xiàn)。所謂貼圖就是將二維圖形等紋理依附于已建好模型表面，使其具有直觀的三維紋理效果。貼圖在次世代高精游戲模型中的比重較大，也最能體現(xiàn)出一個(gè)模型的質(zhì)量，具有至關(guān)重要的作用。通過(guò)貼圖可以模擬出眾多的視覺(jué)效果，比如顏色、質(zhì)感、反射、折射、粗糙表面以及紋理等等。這些內(nèi)容的變化和組合將會(huì)呈現(xiàn)出豐富的視覺(jué)效果和完美的逼真程度。3.1顏色貼圖用來(lái)表現(xiàn)物體的顏色和紋理。包含固有色、物體劃痕、污垢等細(xì)節(jié)的內(nèi)容，其中只包含色彩信息，結(jié)合其他貼圖一起使用使模型在周?chē)沫h(huán)境下更真實(shí)。3.2法線貼圖法線貼圖是可以應(yīng)用到3D表面的特殊紋理，不同于以往的紋理只可以用于2D表面。作為凹凸紋理的擴(kuò)展，它使每個(gè)平面的各像素?fù)碛辛烁叨戎担嗽S多細(xì)節(jié)的表面信息，能夠在平平無(wú)奇的物體外形上，創(chuàng)建出許多種特殊的立體視覺(jué)效果。3.3高光貼圖高光貼圖又可以突顯和強(qiáng)化局部高光的結(jié)構(gòu)，使其視覺(jué)效果更加逼真。其中又分為黑白高光貼圖和彩色高光貼圖兩種。黑白高光貼圖只包含黑、白、灰信息，記錄貼圖細(xì)節(jié)的高光和受光度，主要用來(lái)表現(xiàn)各種材質(zhì)在光線照射條件下體現(xiàn)出的質(zhì)感，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是表面高光色。彩色高光貼圖顏色鮮艷豐富，能夠讓引擎里的光源打上去后反射出黑白高光一樣的效果，但是色彩有傾向，畫(huà)面更加豐富。3.4凹凸貼圖透過(guò)灰度貼圖來(lái)得到細(xì)節(jié)實(shí)際凹凸的信息，然后在三維空間中進(jìn)行準(zhǔn)確的位置運(yùn)算，這里需要提醒的是，如果貼圖中有比較明顯的凹凸才需要用到凹凸貼圖。如果凹凸不太明顯則用凹凸貼圖的效果并不大。4結(jié)語(yǔ)本文通過(guò)對(duì)次世代游戲美術(shù)在模型和貼圖制作流程上的研究，提出次世代游戲高精角色在高模、拓?fù)?、烘焙上出現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)及解決辦法。接著分析了次世代高精角色在模型上的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在面數(shù)、姿勢(shì)、布線、細(xì)節(jié)和拓?fù)渖?，闡述了次世代游戲貼圖在數(shù)量和質(zhì)量上的優(yōu)勢(shì)，深層次的探究了流程制作中各環(huán)節(jié)