數字雕刻在“次世代”游戲場景設計中的應用

熊琨 郗彩蓮

摘要：文章旨在研究數字雕刻技術應用于角色扮演游戲場景設計中的設計思路與設計方法，解決目前大部分次時代游戲場景設計風格單一化、平面化、缺少視覺特色等問題。文章先介紹了數字雕刻技術應用于“次世代”游戲的優勢，而后提出清晰的設計思路與制作流程，再通過游戲實例將游戲場景建模、雕刻、搭建、渲染等設計與制作方法一一闡述。數字雕刻技術可提高“次世代”游戲的體驗感、視覺美感、文化傳播效果，也為以后的次時代游戲場景設計的多樣化呈現，提供了新的思路與方法。

關鍵詞：數字雕刻;次世代游戲;場景設計

中圖分類號：TP37? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）11-0102-03

受到了第三次工業革命的影響，數字化藝術作為一門新興的藝術形式，正處于蓬勃發展階段。其不斷發展、延伸了如今的娛樂方式。諸如游戲、影視、繪畫等，都有數字藝術的身影。尤其近年來的數字游戲，將大量數字藝術應用到了其中，并且逐漸演化出了“次世代”概念[1]。再如《黑暗之魂》《使命召喚》《刺客信條》等國外現象級游戲橫空出世，“次世代”概念逐漸深入人心，并且引起世界范圍內的游戲玩家以及游戲行業者的關注。

文章主要介紹數字雕刻技術在次世代角色扮演游戲場景設計中的應用。在深入調查次世代游戲場景設計市場普遍存在問題的基礎上，發現主要存在場景設計單一化、場景設計平面化、缺少視覺特色等問題。針對上述問題，筆者分析了數字雕刻技術的優勢與游戲場景設計的思路，結合實例介紹了詳細的制作方法。

1 次世代游戲場景設計的發展現狀

“次世代”這個詞翻譯自“Next Genetation”，這是在2006年伴隨著索尼公司的PS3及微軟公司的XBox 360推出之后誕生的詞匯。“次世代”這個詞語是日文字面的意思，指的是“下一代的”或者“即將到來的”[2]。“次世代”概念的出現是顛覆性的，將傳統上游戲畫面全部顛覆。同時也暴露了如今游戲場景設計存在的若干問題。

1.1 場景設計單一化

場景設計的主要目的在于豐富游戲內容、統一游戲視覺設計語言、增添可玩性[3]。當前游戲市場中，大量的游戲在設計過程中，并未加深對游戲的場景設計。游戲體量不大的網游尚可以使用單一化場景減輕游戲運營的工作量，當游戲體量增加時，場景設計不足的缺點格外突出。單一場景帶來的視覺與審美疲勞、可玩性降低、探索內容結束等都會快速消磨玩家熱情，這個問題在獨立游戲中尤其顯著。

1.2 場景設計平面化

場景設計平面化多見于橫版游戲，使用單一化的圖片充當背景。“次世代”流程下的游戲場景制作，多用于拓展游戲內容，增加玩家的游戲時長，并使得玩家具有較好的游戲體驗。平面化的游戲場景，難以提供內容讓玩家挖掘、同時拓展性也較小，容易擾亂玩家讀取游戲內容。當增加游戲內容時，平面化的場景會導致短時間內多個不同風格的場景來回切換。視覺上的紊亂，會使玩家在游戲體驗過程中失去游戲指引，增加無效游戲時長，導致交互體驗“疲勞化”的結果。

1.3 缺少視覺特色

國內有大量游戲在場景設計視覺方面特征丟失，導致玩家對游戲地圖快速建立印象的能力丟失、地圖同化嚴重，辨識度低、與游戲主要基調不匹配。特別是對鮮為人知的文化傳承，眾多游戲難以做到準確傳遞與呈現，導致只有“著名”的文化才能被完美呈現，而我國大量的其他傳統文化難以在游戲中看到。缺少視覺特色的游戲場景，正在漸漸地消耗玩家的耐心，帶來不佳的游戲體驗。

2 數字雕刻在“次世代”游戲中的應用優勢

“次世代”游戲以3A作為自身的賣點，3A可以是“A lot of money（大量的金錢） 、A lot of resources（大量的資源） 、A lot of time（大量的時間） ”也可以是“高體量、高成本、高質量”。無論哪一個，都意味著游戲開發過程中對精度、設計、視覺語言的高要求。“次世代”提高游戲的質量，場景占據極高的權重。如正在開發中的游戲《黑神話：悟空》于2021年8月20日發布的UE5實機演示中，開幕的場景就是還原重慶寶頂山大足石刻，實機演示中的連續場景變換，能看到很多的風格統一，精彩異常的游戲場景。這些場景便是基于數字雕刻技術與掃描技術進行制作的。在這個實機演示短片中能看到的不僅是對現實場景的還原，還有基于現實場景的再設計，將西游記的宏大背景，諸天神佛與游戲設計的背景故事結合，以星宿塑像、石刻、壁畫，建筑外觀等作為隱藏信息，還原原著橋段的同時又創造出獨立的游戲背景。

不難看出，數字雕刻在“次世代”的應用上有兩大鮮明的特點：高精度的還原與自由發散的設計。在此基礎上，配合游戲的設計語言，與視覺引導，將游戲的場景設計進行整體提升。

3 基于數字雕刻的“次世代”游戲場景設計的思路

隨著國內游戲市場快速膨脹，“次世代”流程迅速普及，游戲場景設計的需求大幅增加。隨著各類游戲的美術設計進步，對高精度場景的需求量逐年增大。數字雕刻的應用是發展趨勢，將數字雕刻技術引入“次世代”流程，可兼顧面數與精度的問題，這一思路在未來數年內，將會在游戲市場快速發展，成為主流游戲場景制作技術。

3.1 依據游戲主題搭建場景

依據游戲的美術設定進行主題設計，是游戲場景設計的第一步。根據游戲故事與歷史大背景，在設計場景之初確定的主題。比如：游戲《湘西異聞錄》中，湘西本地少數民族多居住在高山密林間，建筑以聚族而居，因地制宜為主要特點，因此在設計之初，需要尋找大量調研與資料收集，并結合古代建筑的書籍，以確定建筑的風格。再通過研究古代湘西紋飾等相關書籍，對建筑上的細節、圖案與紋理等進行推敲與再設計。將當地文化中的一些元素結合到場景設計中，如花卉、蝴蝶、紋飾等具有代表性的元素融入，豐富場景細節，確定場景主題。

3.2 場景造型細節雕刻

場景的造型細節雕刻，是對游戲場景中包括建筑、自然環境、工具道具等的造型與細節雕刻。這些場景造型中，考究的紋理、寫實的細節呈現，搭配光線與特效，將游戲中劇情化的內容告知玩家，為游戲與玩家之間建立起了紐帶。運用MAYA等多邊形軟件構造基本造型，通過ZBrush等雕刻軟件在基本造型的基礎上添加細節，把紋飾、紋理、自然磨損等細節通過筆刷，Alpha通道制作。

3.3 次世代流程的銜接

得到高精度模型后，在保證布線的合理性下，對高模進行概括，多邊形概括性體結構后，便可以得到低模，這也就是在游戲中真正運作的模型資產。但想要將模型資產真正地應用到游戲引擎中，還需要對模型進行分UV拆分，沿著模型的線進行裁切，將三維的信息記錄到二維平面中。把光照信息、曲率、法線等烘焙到低模上，使其具有高模的細節。最后是PBR材質貼圖，基于真實物理光照信息的材質貼圖，使資產的視覺效果更上一個臺階。經過上述步驟后，模型才能作為真正的游戲資產，在游戲開發過程中被靈活應用起來。

3.4 引擎中的布置與渲染

通過前文中提到的場景排布，安插模型的位置，隨后根據游戲引導機制的設計，將場景中的可活動范圍，通過其他的道具資產進行分割。將視覺設計模塊與游戲設計模塊進行整合，添加道具、豐富細節。然后是渲染，例如知名游戲《行尸走肉》采用的是歐美風格化的建模與渲染方式，通過添加大量的暗調顏色讓整個游戲的視覺效果呈現出壓抑的氛圍。國產游戲《崩壞3》《原神》等采用的是日式風格的三渲二效果，采用了大量的發光效果與亮調來強調游戲中各式主題的美麗場景。采用數字雕刻得到的資產在搭建場景過程中，結合主題、視覺效果等，確定渲染風格、光照，并通過游戲引擎添加后期效果，以此完成整個游戲的場景渲染。

4 “次世代”游戲場景設計實踐

三維游戲作為新型的藝術形式快速崛起，并逐漸充斥大眾生活的閑暇時間，而傳統游戲中的游戲場景設計思路逐漸無法滿足廣大玩家的需求，時常會導致游戲玩家體驗不佳[4]。筆者會通過游戲《湘西異聞錄》為實例，介紹數字雕刻在“次世代”游戲場景視覺展現上的優勢。

4.1《湘西異聞錄》場景設計風格設定

《湘西異聞錄》的游戲主題湘西嘗新節，此節日在湘西本地的文化中象征豐收與喜悅的節日，又有著神話傳說作為背景，節日本身具有一定的神話色彩。因此，場景設計的基調是一個充滿生機的、具有神秘感的、桃花源般的開放場景。開發過程中，圖案與造型的設計思路取自湘西的本地建筑以及一些神話志怪的插畫集，如《山海經》等書籍。將古代湘西地區少數民族的聚居村落設定為桃花源，通過添加志怪的雕塑、本地民俗中美好的象征花卉、蝴蝶等道具，整個游戲的主題設計風格自然、神秘。

4.2 場景建筑與環境的布置與造型設計

場景的排布，參考了網絡上與湘西聚落相關的圖像與照片，并結合現代村落的房屋排布模式，來構建場景大型的排列[5]。調試出符合游戲引導、視覺語言設計的場景，之后便是造型。場景的大型排列只是確定了游戲的活動范圍，真正的美術表現，還是需要靠模型的造型支撐。通過在建筑上賦予不同的屬性，為整個場景添加情緒。把具有含義的特色裝飾加在建筑上，如象征平靜的蓮池、象征長久的樹、象征祥瑞的云紋等。為了豐富場景，使整個場景的設計與主題統一，可以在雕刻的過程中添加上瓦當的花紋、門框的裝飾板、房梁的刻紋以及房頂的瑞獸雕塑等物，不破壞場景的整體美術風格。

4.3 場景模型UV拆分與法線烘焙

雕刻完成的高模資產，通過多邊形建模軟件完成拓撲，合理調整布線后得到低模。隨后在Rizom UV中拆分UV（如圖1所示） ，筆者的項目中為了使整體的效率提高，采用的是UIDM（多象限UV） 方案，隨后便是在八猴中烘焙AO、曲率、高度以及ID把高模細節烘焙到低模上（如圖2所示） ，利用ID對低模進行圖層區分。完成烘焙后，將低模導入Substance Painter中，對模型進行貼圖繪制。參考湘西地區傳統的紋理紋飾，根據ID貼圖與UV，將相應材質繪制在建筑模型的不同位置上，并對貼圖上的細節紋理進行混合調整，制作湘西地區獨特的花紋、建筑用材、建筑配色等，使整體紋理更具有真實性。同時為了強化模型中被賦予的情感，可以在配色中融入一些色彩的語言，提升場景的表達能力，最后導出PBR流程下基于specular-gloss計算的貼圖。

4.4 整體布局與引擎渲染

得到制作完成的低模資產后，導入Unity3D中，替換Block時使用的方塊，隨后參考湘西當地環境，對自然環境、地理地貌等做出調整，調試出合理的游戲場景外的背景環境。最后是渲染與后期的內容，游戲場景的視覺效果都會在這一步進行結合，添加場景的后期效果，如空氣中的灰塵、飛舞的蝴蝶粒子特效、場景整體的濾鏡等。再通過Unity 3D進行場景的整體渲染，烘焙光線信息，添加場景中的貼花，并利用shader編寫對最后的視覺效果進行調試。因為游戲整體的基調是寫實的，在渲染的過程中，將畫面盡可能地朝著寫實的方向調整，以此契合游戲整體的美術風格（如圖3所示） 。

5 結束語

數字雕刻技術在“次世代”三維游戲的場景設計中的應用，可以提高“次世代”游戲的體驗感、視覺美感、藝術文化表達效果，可以很好地解決游戲市場中存在的游戲場景單一化、平面化的問題。當前游戲的市場中，使用數字雕刻的“次世代”流程場景設計依然是較少的，但是在玩家審美上升、游戲對文化傳播的巨大作用、游戲設備與網絡質量的進步，以及游戲內容設計尋求新方向的趨勢下，更高精度的“次時代”游戲場景是受青睞的。數字雕刻技術為“次時代”游戲場景設計、角色設計在內的游戲內容帶來更多的可能性。

參考文獻：

[1] 濮毅，呂明明.淺析次世代游戲模型技術特征和制作流程[J].景德鎮學院學報，2017，32（3）：45-48.

[2] 謝飏霄.次世代游戲與網絡游戲比較分析[J].信息記錄材料，2018，19（6）：187-188.

[3] 田星翰，陳琰.淺析基于玩家需求的游戲設計對傳統文化元素的運用——以《鬧鬧天宮》游戲為例[J].電腦知識與技術，2019，15（11）：238-240，243.

[4] 郗彩蓮，王軍，王少群.粵劇藝術在角色扮演游戲中的創新應用分析[J].戲劇之家，2021（22）：36-38.

[5] 欒鑫.湘西土家族傳統紋樣在建筑裝飾細部中的運用研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2021.

收稿日期：2021-12-20

基金項目：2021年廣東省大學生科技創新培育專項資金“攀登計劃”項目（科技發明制作類） ：基于Unity3D的湘西傳統節日文化三維游戲設計與開發（項目編號：pdjh2021b0554） ;2021年廣東省大學生創新創業訓練計劃項目：基于 Unity3D 的湘西傳統節日文化三維游戲設計與開發（項目編號：2021041）? ;2020年度廣東省普通高校青年創新人才項目：敦煌莫高窟壁畫藝術在沉浸式虛擬3D游戲中的應用設計研究（2020WQNCX073）

作者簡介：熊琨（2000—） ，男，廣東廣州人，本科，研究方向為數字媒體技術、數字游戲設計;通信作者：郗彩蓮（1987—） ，女，廣東廣州人，碩士，講師，高級商業美術設計師，研究方向為數字媒體技術、視覺傳達設計。