基于UE4的非遺文化虛擬展廳科普小游戲設計

摘 ?要：長江流域的非物質文化遺產歷史悠久，古老的傳承如今成為新時尚，賦予其新生的活力。中國非物質文化遺產蘇扇是傳統手工技藝中一顆璀璨明珠，包含折扇、檀香扇和絹宮扇，稱為“蘇州雅扇”。使用基于虛擬現實技術的虛擬展廳給參觀者帶來沉浸式、交互式的體驗感，推進非遺文化的傳承。在展廳中設置科普類小游戲，可以更好地增強參觀趣味性，使參觀者可以在游戲中體驗非遺。文章主要基于UE4引擎制作經典吃豆人游戲，將蘇州檀香扇的非遺文化融入其中，使參觀者可以更好地感受非遺文化的魅力。

關鍵詞：UE4引擎;非遺文化;虛擬展廳;小游戲設計

中圖分類號：TP311 ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2021）24-0028-04

Abstract： The intangible cultural heritage of the Yangtze River Basin has a long history. The ancient inheritance has become a new fashion and given it new vitality. Chinese Intangible Cultural Heritage “Su fan” is a bright pearl in traditional handicrafts， including folding fan， sandalwood fan and silk palace fan， which is called “Suzhou elegant fan”. Using the virtual exhibition hall based on virtual reality technology to bring visitors an immersive and interactive experience and promote the inheritance of intangible cultural heritage. Setting up popular science games in the exhibition hall can better enhance visiting interest and make visitors experience intangible cultural heritage in the game. This paper mainly makes the classic Pac-Man game based on UE4 engine to integrate the intangible cultural heritage of Suzhou sandalwood fan into it， so that visitors can better feel the charm of intangible cultural heritage.

Keywords： UE4 engine; intangible cultural heritage; virtual exhibition hall; small game design

0 ?引 ?言

非物質文化遺產（簡稱非遺）是一個國家和民族歷史文化成就的重要標志，是需要世代相傳的優秀傳統文化。省的第十四次黨代會指出，加強長江文化和各類文化遺產保護傳承利用，堅持依法保護，強化傳承培養，借助信息技術，探索多形態多方位的非遺傳承新路徑。中國扇文化源遠流長，作為四大名扇之一——檀香扇，起源于明清時期，使用具有天然香氣的檀香木制成，專有“拉花”“燙花”“雕花”“畫花”之工藝，輕輕扇動，馨香四溢，為國家級非遺。

隨著信息技術高速發展，從硬件軟件等方面推動著虛擬現實飛速發展。虛擬展廳的應用衍生基于虛擬現實技術，不同于傳統展廳的靜態、實物展示，數字化的展示對非遺傳承有著更為顯著的優勢。在虛擬展廳制作中，適當的設計一些科普類小游戲，可以豐富展廳互動性、增添趣味性，更好地讓參觀者了解非遺文化小知識，感受傳統文化的魅力。

Unreal Engine 4（UE4）引擎是Epic公司研發的一款追求畫面極致效果的引擎，以藍圖為代表，將C++語言腳本代碼封裝圖形化，讓開發者更多的關注游戲的設計部分。結合PBR材質系統、動畫系統、粒子系統等，可以自由創建精細、豐富的游戲。非常適合本案例中放置于非遺文化虛擬展廳中的科普小游戲，讓參觀者在展廳里快速體驗一個迷你小游戲，娛樂的同時，又不影響整體的主題瀏覽。

1 ?游戲分析

1.1 ?游戲主題

經典吃豆人游戲是日本游戲公司南夢宮的一款非常成功的街機游戲，其主人公是一個圓形的小黃人，簡約又可愛，如今已經成為流行文化的一部分，深受大眾喜愛。以傳播非遺文化為主題，借鑒吃豆人游戲精髓，在設計中加入非遺文化——檀香扇的元素，使用UE4引擎軟件制作一款3D科普類的益智小游戲。讓參觀者使用小黃人，一邊躲避敵人，一邊吃道具加分，闖關通過后可以出現非遺文化相關獎勵，以此在游戲互動中，促進非遺文化的傳播，寓教于樂。

1.2 ?游戲機制

借鑒原版吃豆人游戲的游戲機制，設置主角小黃人1個，幽靈敵人4個，以顏色區分。游戲開始，主角出生在迷宮左上方，幽靈出現在迷宮中心的小房間內。玩家可以操控主角進行上下左右移動，幽靈敵人隨機移動。作為一款內置于虛擬展廳內的科普小游戲，設定游戲模式為單人版，關卡地圖為3張，整體難度適中，讓玩家可以在短時間內快速通關，又不失可玩性，從而在游戲體驗之后，回到虛擬展廳進行其他參觀。

游戲計分模式為：主角觸碰豆子和幽靈敵人會進行不同分值的加減分，原版道具“大力丸”，改換為檀香扇模型，主角觸碰到檀香扇后會進入“無敵模式”，幽靈敵人會從隨機移動切換到躲避主角，3秒后恢復隨機巡邏。當分數達到一定數值時，當前關卡勝利，進入下一關，三個關卡都完成后，游戲勝利。分數為0時，游戲失敗。如果主角未觸碰道具、豆子和AI，則無觸發，可繼續移動，游戲機制流程如圖1所示。為更好地結合科普非遺文化的教育意義，每完成一個闖關，可以收集到一款檀香扇，同時展示檀香扇相關文字圖片簡介，供玩家查閱。

2 ?游戲制作

2.1 ?素材制作

游戲的素材設計關系到游戲整體視覺效果和游戲質量。本款游戲為3D模式，鏡頭固定為二維視角，不可旋轉。本款游戲涉及的素材主要使用三維軟件制作。根據經典游戲吃豆人的形象，在3dsMax軟件中進行還原制作，主要過程是模型的構建，利用基礎工具對基本球體進行合理的處理，例如擠壓出眼睛、嘴巴等。此外再進行展UV操作，并導入PS中對貼圖進行繪制。最后導回3dsMax中，輸出為FBX文件進行使用。

小幽靈的形象設計，基于對蘇扇非遺文化的傳承與發揚，因此將扇子元素融入其中，塑造出符合主題的游戲形象。具體是將文人以手持扇形象融入其中，表達出扇子作為文人配飾所體現出的文雅風貌，更好地詮釋“懷袖雅物”這一詞的由來。將游戲設計的素材制作與文化相結合，便于傳統文化在游戲中視覺上的有效傳播。同時該形象也是在3dsMax中進行完成制作，在設計平面三視圖的基礎上在三維軟件中完成合理的模型制作，不同于二維繪制，三維中對形象設計的要求更高，需要在不同角度的視圖中調整模型結構，防止模型變形，結構混亂，同時還要合理布線以此為后期展UV圖做準備，在繪制貼圖的過程中因為結構比較復雜，會在PS中完成一定的繪制，有效調整形象中的各部件顏色的搭配，完善細節，導入回3dsMax中進行輸出。

道具大力丸的形象設計，主要是以檀香扇作為原型，在整體卡通的風格下，以精細著稱的檀香扇是無法很好地體現出細節，需要將其外形特點進行藝術提取，以符合游戲的設定。同樣使用3dsMax軟件，進行建模、展UV，繪制貼圖、導出。豆子形態比較簡單，直接在UE4中使用球體制作即可，設置材質顏色為黃色，高光和粗糙度為0.5。以此完成游戲中的基本素材制作如圖2所示。

2.2 ?UI設計

UI設計的好壞是游戲使用者能夠更好享受游戲體驗的重要因素。好的UI設計能夠提高游戲的品質。在本款小游戲的UI設計過程中，主要是配合游戲輕松愉快的基調完成。例如游戲開始界面的設計，提煉迷宮設定的元素，簡化圖形形成一定的趣味性圖案以此調動玩家 的注意力，此外用黃黑的顏色突出游戲logo，同時“游戲開始”“游戲設定”的按鈕也用黃色突出點擊功能。具體制作以illustrator為圖形制作的基礎軟件，利用基礎鋼筆工具圖形的繪制以及圖形之間的布爾剪切，形成以幾何為基礎的圖案底紋，并利用剪切蒙版制作出顏色變化的效果。在按鈕中文字的處理也是體現出體積感，進行了顏色的疊加。最后分別導出背景圖、按鈕各部分PNG格式圖片，為后面進入UE4制作做準備。將整體背景設置為用戶界面控件藍圖的背景，按鈕圖片單獨制作為按鈕控件，并設置其被點擊時，觸發相應的事件。例如點擊開始游戲時，正式開始游戲，并將自身UI界面銷毀。點擊游戲說明時，會出現新的UI，介紹游戲的相關操作，UI設計界面如圖3所示。

同時設計游戲運行界面中的UI，設有關卡，得分等數值文本，勾選“Is Variable”，將文本設置為變量，以便后期使用藍圖編輯引用和設置，實現文本數值的實時變動。再制作游戲說明界面、勝利、失敗界面，檀香扇簡介界面，設計風格與開始界面統一，在達到相應條件的時候，加載到視口中。

2.3 ?游戲場景搭建

因本款小游戲地圖相對比較簡單，可直接使用UE4引擎自帶的BSP筆刷或者靜態幾何體進行迷宮搭建，速度較快，效果良好。為完成后期的游戲制作，需要對地圖所有的靜態網格體設置碰撞。如果使用3dsMax等三維軟件制作地圖模型整體導入，同樣需要設置物理碰撞“將復雜碰撞轉換為簡單碰撞”，使得主角、幽靈敵人、道具等不與其發生穿透產生BUG。

美化場景效果。關閉場景光源中的“投射陰影”，并適當調整光源強度。在迷宮場景四角放置一些點光源，除了照亮迷宮之外，還可以美化整體效果。為了實現游戲界面固定，刪除自帶的玩家出生點，添加攝像機并設置合適的位置，設置攝像機為“玩家0”，此時運行游戲可以預覽整個游戲迷宮界面。

2.4 ?游戲制作

2.4.1 ?角色創建和控制

將主角小黃人模型導入UE4中，為其創建角色藍圖，添加球形碰撞體將角色包圍，為后續判斷是否觸碰做準備。添加玩家控制器，游戲對角色的操控只需要上下左右移動，沒有跳躍、攻擊等額外的動作，因此只需設置四個按鍵。然后，在角色藍圖中設置小黃人的移動速度，在UE4引擎中，所用的單位是厘米。因此在設置速度的時候，需要匹配迷宮和人物的大小，可以測試一下后再做微調。接下來制作動畫藍圖，主角小黃人的經典吃豆形象，就是邊走邊張合嘴巴，形象地表現出“吃”掉了豆子。將做好的動畫加入動畫圖表中，并在角色藍圖中進行關聯。最后，將角色藍圖拖入游戲場景合適位置，并在主UI界面中設置，當鼠標按下“開始游戲”按鈕時，切換游戲控制權到小黃人角色上。預覽游戲，可以看到游戲正式運行后，小黃人已經可以在玩家的操控下自由地穿梭在迷宮中，并做設定動作。

2.4.2 ?AI創建和移動設置

小幽靈敵人屬于人工智能AI，是一個電腦控制的角色。制作方式為，首先創建人工智能中的黑板和行為樹，將相關變量存儲到黑板中，比較重要的一個變量是用來判斷是否切換移動模式。設置其為布爾型，初始值為false，與檀香扇道具觸碰后，設置變量值為true，延遲3秒后，變量又設置為false。幽靈AI有2種行為模式：隨機巡邏和躲避主角，切換的條件是主角是否觸碰了道具檀香扇。因此在AI行為樹里，從根節點出發，設置兩條分支，連接2個不同的任務，分別對應其2種移動模式，并對2種模式設置判斷條件，使其可以正常切換任務。在2個任務中，創建執行AI，分別寫入隨機巡邏和躲避主角的邏輯藍圖。

AI角色制作和主角類似，為導入的幽靈模型創建一個角色藍圖，添加碰撞體，設置合適的行走速度，該速度直接影響游戲的難度，如果遠大于主角，玩家會感覺很難躲避AI，不停地被扣分，同樣可以在測試中，調整該數值，讓游戲難易度更為合理。再為AI創建AI控制器。AI控制器并不在藍圖類中默認選項中，需要在下面所有類中進行搜索選用。在AI控制器中，運行剛才創建的行為樹。為AI添加動畫藍圖，讓其在行走的時候，具有動作，剛游戲更為豐滿。

至此，AI的創建基本完成，將AI角色藍圖放置如場景中，運行游戲，會發現還不能正常隨機移動，是因為還未給整個地圖添加“導航網格體邊界體積”，作為AI的幽靈不知道該在哪個區域進行移動。按P鍵對該組件進行激活，設置到覆蓋整個迷宮。測試游戲，完善其余功能，如AI被觸碰后，游戲成績被減分，AI重置到中部小房間。

2.4.3其他藍圖編輯

對豆子、檀香扇進行藍圖編輯，分別設置Actor藍圖，設置碰撞體，放入場景中測試大小并調整。在豆子藍圖中進行碰撞的設置，如果碰撞的是主角，則游戲成績進行加分，并且銷毀自身。制作出小黃人在碰到豆子的時候，長大嘴巴，一口吃掉豆子的效果。在檀香扇藍圖中，設置主角碰撞后開啟無敵模式的效果，即修改AI行為樹中的布爾值變量，此處需要進行藍圖間的通信，將布爾值傳遞過去，從而達到控制AI行為的目的。

為了游戲可以順利地完成，還需要對UI中成績和關卡的數值進行整數變量的設置。在豆子藍圖和AI藍圖中都進行了加減分的操作，設置一個IF分支對流程進行控制，判斷游戲成績，如果分值大于一定分值，例如100分，則游戲過關，出現檀香扇介紹界面。進入下一關，設置關卡數+1。當關卡數大于3的時候，即游戲連續過關3個關卡，則游戲勝利，出現勝利界面。當游戲分值等于0時，則游戲失敗，出現失敗界面，節選局部如圖4所示。

2.4.4 ?完善游戲

適當的增加音效和背景音樂可以為游戲效果添加趣味性。游戲開始循環播放歡快的背景音樂，讓玩家可以輕松的體驗小游戲。為小黃人觸碰豆子、檀香扇、幽靈AI時，添加不同的電子音效，讓游戲動畫更加生動化。

至此，整個游戲制作完成，運行游戲，對游戲體驗感進行測試，合理控制游戲時間。優化迷宮布局，讓主角和AI可以順利地在其中移動。對勝利和失敗條件的達成進行功能測試，修改可能出現的邏輯BUG，讓游戲更為順暢耐玩，運行界面如5所示。

最后將完成的游戲進行打包輸出，在項目設置中需要設置游戲默認地圖是當前吃豆人地圖，然后打包，查看打包日志是否有錯誤。打包出來的游戲，可以放置在不同的屏幕上測試，將UI、顏色等修改到最佳狀態。

3 ?結 ?論

作為非遺文化主題虛擬展廳中的內嵌科普益智小游戲，主要作用是增強虛擬展廳的趣味性，加強非遺文化的傳播，游戲本身的難度并不高，結構也不復雜，但創意設計非常重要，關系到游戲的整體質量?；赨E4引擎的吃豆人小游戲借鑒了經典游戲，將非遺文化元素融入游戲角色、游戲界面UI、游戲獎勵機制設計中。利用PhotoShop、3DsMax軟件和UE4引擎相互配合，開發制作了吃豆人小游戲，讓參觀者在游覽整個展廳時，可以通過本款游戲在體驗中更好地了解檀香扇的文化內涵，提高對非遺文化探究的興趣。

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作者簡介：田晉（1983.10—），女，漢族，江蘇蘇州人，講師，碩士，研究方向：信息技術、虛擬現實。