基于“Unity3D游戲特效”課程教學(xué)的幾點思考

摘 ?要：隨著游戲行業(yè)的迅速發(fā)展，與游戲相關(guān)的技術(shù)也在不斷更新，以求滿足游戲玩家的更高層次的娛樂及視覺審美需求。而游戲特效在游戲中對于游戲氛圍營造、增強畫面視覺效果、加強玩家在游戲中的沉浸式體驗有著重要的意義。“Unity 3D游戲特效”課程教學(xué)要從掌握Unity 3D粒子系統(tǒng)、Unity 3D與3ds Max協(xié)同創(chuàng)作、游戲特效的基本表現(xiàn)技法三個方面深入展開。

關(guān)鍵詞：游戲;特效制作;Unity 3D

Unity 3D是一款綜合型游戲開發(fā)工具，基于該軟件開發(fā)出了諸如《王者榮耀》《明日方舟》《馬里奧賽車》《使命召喚》《精靈寶可夢GO》等多款知名游戲，基于該軟件強大的功能、Unity 3D占據(jù)了游戲開發(fā)行業(yè)一半以上的市場份額。

特效設(shè)計是游戲美術(shù)設(shè)計中的重要組成部分，通過Unity 3D可以實現(xiàn)游戲中風(fēng)、雨、雷、電、雪、水、煙霧等自然現(xiàn)象的模擬，還可以實現(xiàn)游戲中刀光、地裂、法陣在內(nèi)的各類物理攻擊及法術(shù)攻擊特效。

隨著國內(nèi)外游戲市場的迅速發(fā)展，對游戲特效人才的需求也在不斷上升，如何培養(yǎng)學(xué)生掌握好扎實的游戲特效設(shè)計技能，以與行業(yè)標準無縫對接，是眾多在一線工作的教師一直在思索的問題。結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)歷，本文試從深入掌握Unity 3D粒子系統(tǒng)、Unity 3D與3ds Max協(xié)同創(chuàng)作、游戲特效的基本表現(xiàn)技法幾個方面闡述筆者的心得體會。

一、深入掌握Unity 3D粒子系統(tǒng)

粒子是由粒子系統(tǒng)大量呈現(xiàn)或移動的簡單小型圖像或網(wǎng)格。每個粒子代表一小部分流體或無定形實體，而眾多粒子將共同營造出完整的實物感。以火焰為例，多個火焰粒子共同構(gòu)成了燃燒的火苗效果。

我們在游戲中所見的幾乎所有特效的實現(xiàn)都與粒子系統(tǒng)有著直接或間接的聯(lián)系，因此要掌握游戲特效的制作，我們首先要求學(xué)生掌握好Unity 3D中粒子系統(tǒng)的各項屬性。粒子系統(tǒng)包含了多項屬性，例如粒子大小、形狀、發(fā)射器形狀、速度、壽命、顏色、著色器類型等，粒子系統(tǒng)的每一項參數(shù)都與物體的物理屬性及動力學(xué)有著直接的聯(lián)系。初學(xué)者學(xué)習(xí)Unity 3D游戲特效時，比較容易將粒子系統(tǒng)的參數(shù)屬性學(xué)習(xí)與特效表現(xiàn)割裂開來，事實上，我們在表現(xiàn)不同的特效時需要在了解粒子系統(tǒng)參數(shù)屬性的基礎(chǔ)上，對特效生成與消失過程要有清晰的認識，這樣我們才能表現(xiàn)出符合自然規(guī)律且逼真的特效。

例如我們在表現(xiàn)火焰燃燒特效時，我們可以從以下幾個角度來分析，理清創(chuàng)作思路。火焰生成的位置即是粒子發(fā)射器的位置，火焰形狀為上大下小的錐形，因此在粒子發(fā)射器形狀的選用上，我們選用錐形。火焰的顏色由燃燒物質(zhì)來決定，一般含有煤煙的物質(zhì)燃燒顏色為紅色。火焰中心由于溫度高，顏色接近于亮白;火焰外圍溫度相對較低，顏色偏暗紅，所以在火焰顏色的處理上，我們可以設(shè)置多個粒子來模擬不同位置的火焰。火焰點燃后，周圍空氣被加熱，熱空氣密度比常溫空氣小，所以火焰會往上升，因此粒子發(fā)射器的方向應(yīng)該為向上。火焰燃燒過程中，由于氣流的紊亂，會干擾火焰上升的次序，火焰會出現(xiàn)左右搖曳的效果，我們可以通過velocity over lifetime模塊或者force over lifetime模塊來修改火焰粒子在不同生命周期的速度或力的偏移值，這樣火焰在生命周期內(nèi)就會產(chǎn)生偏移效果。

燃燒過程中，未完全燃燒產(chǎn)生的碳和部分無機物，會產(chǎn)生黑煙，因此我們需要新創(chuàng)建出粒子來模擬黑煙效果。燃燒過程中，煙霧粒子將以相當(dāng)快的速度向上發(fā)射，但隨后與大氣接觸時會冷卻迅速減速，針對這種情況，我們也可以通過設(shè)置velocity over lifetime的Z軸數(shù)值，讓粒子在不同生命周期產(chǎn)生不同的速度，從而實現(xiàn)粒子的加速減速過程。粒子在減速過程中，煙霧會擴散，變得稀薄，很快消散在空氣中，我們可以在color over lifetime模塊設(shè)置粒子在不同生命周期的顏色透明度，這樣就可以實現(xiàn)煙霧淡入淡出的效果。

在深入理解Unity 3D粒子系統(tǒng)各大功能模塊相關(guān)功能的基礎(chǔ)上，遵循對象的物理特性和運動規(guī)律，可以靈活地創(chuàng)作出游戲中的各類特效。

二、Unity 3D與3ds Max協(xié)同創(chuàng)作

在Unity 3D粒子系統(tǒng)中，粒子的基本形狀為圓形，而我們在游戲中模擬的對象造型千變?nèi)f化，如煙霧、火焰、雪花、閃電等，對于這種情況，一方面我們可以通過應(yīng)用材質(zhì)貼圖來解決這個問題。例如我們要表現(xiàn)煙霧特效的話就可以為粒子添加煙霧貼圖，這樣粒子形狀就會變成煙霧，粒子煙霧就會漫天飛舞;如果我們要表現(xiàn)雪花飛舞的效果，我們可以制作一張雪花的貼圖應(yīng)用在粒子上，這樣漫天飛舞的粒子就變成了雪花，我們只需要設(shè)定煙霧大小和透明度即可。另外一種情況，如果我們要表現(xiàn)刀光特效或是特效有特殊形狀要求的，我們就必須結(jié)合3ds max軟件創(chuàng)建出我們需要的三維模型，再將其導(dǎo)入Unity 3D中作為特效的模型來實現(xiàn)。

例如我們在制作刀光特效時，刀光的形狀往往為帶有厚度的月牙狀，要想通過粒子系統(tǒng)用貼圖的方式直接生成這種形狀的粒子特效，往往比較困難，因為貼圖本身只是二維圖片，不具備立體感。這時候我們可以可以在3DS MAX中先創(chuàng)建出立體月牙狀的三維模型，把模型UV展開，將我們在Unity 3D中使用的刀光貼圖準確的定位在模型上，這樣有助于我們后期Unity 3D中貼圖的準確地定位，隨后將該模型導(dǎo)入到Unity ?3D軟件中，將該模型作為粒子的形狀來使用，我們只需要設(shè)置render mode為mesh，mesh選定為之前創(chuàng)建的刀光模型即可，隨后再應(yīng)用材質(zhì)貼圖，這樣在Unity 3D中，刀光特效就完成了。

又如假設(shè)我們在Unity 3D中要表現(xiàn)出冰塊晶瑩剔透并且閃爍的效果，我們可以在Unity 3D中導(dǎo)入在3ds max中創(chuàng)建好的冰塊模型，然后將粒子系統(tǒng)的render mode模式設(shè)置為mesh，然后選取之前創(chuàng)建好的三維模型，將粒子的速度設(shè)置為零，發(fā)射器形狀設(shè)置為無，這樣我們創(chuàng)建好的三維模型就變成了粒子系統(tǒng)的粒子了。由于粒子系統(tǒng)的粒子速度為零和形狀為無，所以以粒子形式存在的冰塊為靜止?fàn)顟B(tài)，由于粒子系統(tǒng)強大的功能，我們在此基礎(chǔ)上可以設(shè)置粒子的顏色、貼圖、shader，因此可以實現(xiàn)真實的冰塊效果。

再者，我們?nèi)绻胫谱饕话验W爍著金色光芒的寶劍效果，光芒效果我們可以用粒子系統(tǒng)來實現(xiàn)，為粒子添加金色星形貼圖即可，但如果我們希望把星形粒子霧漫布整個劍身，我們就必須借助寶劍模型，將寶劍模型作為粒子系統(tǒng)的render mesh，改為render mesh以后，粒子發(fā)射器將所有粒子都以寶劍作為發(fā)射體，所有發(fā)光粒子都縈繞在寶劍上，最終形成了寶劍金光閃閃的效果。

通過Unity 3D與3ds max軟件的相互配合，可以實現(xiàn)單憑粒子系統(tǒng)無法實現(xiàn)的效果，能夠豐富特效的表現(xiàn)形態(tài)。

三、游戲特效的基本表現(xiàn)技法

游戲特效主要分為場景特效、人物技能特效、UI特效。場景特效主要表現(xiàn)游戲中氛圍，能給玩家?guī)磔^強的心理感受;人物技能特效主要包括游戲角色攻擊、施法等動作過程中產(chǎn)生的特效，能給玩家?guī)硪环N酷炫、炫麗的效果。

游戲特效的表現(xiàn)技法主要包括以下幾個方面：

（一）風(fēng)格。首先根據(jù)游戲風(fēng)格類型確定特效的風(fēng)格，目前用Unity 3D開發(fā)出來的游戲基本上都是三維寫實風(fēng)格，所以特效也是三維寫實風(fēng)格，視覺效果追求盡可能的真實。

（二）配色。在游戲中，為了追求游戲酷炫效果，游戲特效在配色上一般都會追求夸張、艷麗的配色效果，我們分析了《英雄聯(lián)盟》《王者榮耀》等多款游戲，游戲中的特效色彩一般都是飽和度和亮度比較高的色彩，例如刀劍揮舞炫麗的刀光、武器碰撞后濺起的火星、法術(shù)攻擊產(chǎn)生的魔法特效，無不體現(xiàn)了游戲世界里精彩紛呈的視覺特效。

（三）節(jié)奏感。游戲特效的節(jié)奏感體現(xiàn)主要是各種不同視覺特效呈現(xiàn)出的快慢緩急，例如我們表現(xiàn)一個聚攏然后再爆炸的效果時，我們首先可以讓光束緩慢聚攏然后迅速的產(chǎn)生爆開效果，這樣爆炸的節(jié)奏感就能得到體現(xiàn)。

（四）設(shè)計。游戲中特效主要分為自然現(xiàn)象、武器特效、和角色特效的制作。自然現(xiàn)象特效主要包括風(fēng)、雨、雷、電、雪花、云霧、地震、光暈、噴發(fā)等，不同游戲的設(shè)計風(fēng)格是有區(qū)別的，因此在設(shè)計此類特效時在遵循客觀規(guī)律的前提下，要考慮到游戲的設(shè)計風(fēng)格。武器特效從表現(xiàn)形式來看，主要可以分為兩種類別：第一種是武器自身魔法屬性的表現(xiàn)，游戲中的部分武器自身就具有魔法屬性或五行屬性的顏色，水屬性的武器表面具有藍色光暈，火屬性為紅色光暈，土屬性為黃色光暈，另外光屬性的武器代表顏色是白色，風(fēng)屬性是青色，毒屬性表現(xiàn)為墨綠色，自然屬性為翠綠色;第二種類別主要表現(xiàn)在武器射擊或揮動時的特效表現(xiàn)，這一類特效往往比較夸張和炫目，需要通過這些特效烘托出攻擊力的強大和視覺效果。角色特效主要包括角色的行為特效、屬性特效、裝備特效等，為角色增加這些特效，能夠增添角色的氣勢，視覺效果也會增強不少。

（五）粒子運動。如果說特效的外觀效果是由貼圖決定的，那么特效的狀態(tài)則受到了太多因素的影響。世間萬物存在的狀態(tài)各不相同，他們受到環(huán)境各種因素的影響，煙火向上升是由于熱空氣向上的緣故，雨點下落是因為地球引力的影響，雨點下落快、雪花下落慢是由于物體受到空氣阻力的緣故，火堆中火星紊亂的四處飛舞，是因為熱空氣氣流的緣故。

游戲特效的表現(xiàn)主要從以上五個方面來設(shè)計，完美的游戲特效能為游戲環(huán)境氛圍營造起到至關(guān)重要的作用。

四、結(jié)語

Unity 3D是目前主流的游戲制作引擎，傳統(tǒng)三維軟件制作特效的方法目前已經(jīng)被逐步取代。通過游戲引擎可以快速創(chuàng)作出各類逼真完美的視覺特效，大大提升了動畫及游戲的特效表現(xiàn)水平及工作效率。作為一線教師，教學(xué)必須與時俱進，跟上時代步伐，在新時期，掌握好引擎特效的制作對于學(xué)生就業(yè)以及游戲市場發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。

參考文獻：

[1]李梁.Unity 3D游戲特效設(shè)計實戰(zhàn)教程[M].北京：人民郵電出版社，2021.

[2]趙京宇.Unity 3D特效設(shè)計必修課[M].北京：清華大學(xué)出版社，2019.

作者簡介：劉明，碩士，湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院軟件學(xué)院副教授。研究方向：動畫、游戲設(shè)計。