Unity3D游戲場景實例制作之“星象臺”室內(nèi)場景

導(dǎo)言：在三維游戲尤其是網(wǎng)絡(luò)游戲當(dāng)中，對于一般的場景建筑僅僅是需要它的外觀去營造場景氛圍，通常不會制作出建筑模型的室內(nèi)部分，但對于一些場景中的重要建筑和特殊建筑有時需要為其制作內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這就是我們所說的室內(nèi)場景。現(xiàn)在很多游戲中流行的地下城和副本場景更是將室內(nèi)場景發(fā)揮到了一個極致，因為對于地下城和副本來說，它們根本就沒有外觀建筑模型，玩家整個體驗過程都是在封閉的室內(nèi)場景中完成的，這種全室內(nèi)場景模型的制作方法也與室外建筑模型有著很大的不同。

室外建筑模型主要是制作整體的建筑外觀，它強調(diào)建筑模型的整體性，在模型結(jié)構(gòu)上也偏向于以“大結(jié)構(gòu)”為主的外觀效果，而室內(nèi)場景主要是制作和營造建筑的室內(nèi)模型效果，它更加強調(diào)模型的結(jié)構(gòu)性和真實性，不僅要求模型結(jié)構(gòu)制作更加精細，同時對于模型的比例也有更高的要求。另外，室外建筑模型對于游戲中的玩家來說都顯得十分高大，在游戲場景的實際運用中也多用于中景和遠景，即便玩家站在建筑下面也只能看到建筑下層的部分，建筑的上層結(jié)構(gòu)部分也成為等同于中景或遠景的存在關(guān)系，正是由于這些原因建筑模型在制作的時候無論是模型面數(shù)和精細程度上都要求精簡為主，以大效果取勝。而對于室內(nèi)場景來說，在實際游戲環(huán)境中玩家始終與場景模型保持十分近的距離關(guān)系，場景中所有的模型結(jié)構(gòu)都在玩家的視野距離之內(nèi)，這要求場景中的模型比例必須要與玩家角色相匹配，在貼圖的制作上要求結(jié)構(gòu)繪制更加精細、復(fù)雜與真實。

1. 場景模型的制作

本章的實例內(nèi)容是在Unity中制作一個封閉的室內(nèi)場景，整體制作分為兩大步，首先在3ds Max中制作場景模型，然后導(dǎo)入Unity引擎中進行整體場景的拼建。在3ds Max中首先要制作出場景的整體結(jié)構(gòu)框架，然后通過場景裝飾模型豐富場景細節(jié)，最后再來制作場景中需要用到的各種場景道具模型。下面我們開始本章場景模型的制作。

首先制作室內(nèi)場景的基本墻體結(jié)構(gòu)，在3ds Max視圖中創(chuàng)建一個18邊的基礎(chǔ)圓柱體模型，塌陷為可編輯多邊形，刪除頂面和底面，然后將剩余所有圓柱側(cè)面的法線反轉(zhuǎn)，通過編輯多邊形命令制作成上下兩層的室內(nèi)結(jié)構(gòu)。

制作墻圍結(jié)構(gòu)

下一步我們制作室內(nèi)的地面模型結(jié)構(gòu)，選中剛剛制作的墻體模型，進入多邊形Edge層級，選擇下面的邊緣，利用Cap命令制作出底面，然后進入多邊形面層級，選擇剛剛制作出的底面，通過Detach命令將其分離，這樣就得到地面的基礎(chǔ)模型。然后對其進行多邊形編輯，在面層級下利用Inset命令逐級向內(nèi)收縮，制作地面的分段層次結(jié)構(gòu)，將中間的環(huán)形面利用Bevel命令向下擠出，讓地面結(jié)構(gòu)富有凹凸起伏變化，如下圖所示。另外每一個環(huán)形地面結(jié)構(gòu)要注意包邊的制作，方便后期利用貼圖來豐富結(jié)構(gòu)細節(jié)。

接下來制作場景內(nèi)部的立柱模型，在視圖中創(chuàng)建8面的基礎(chǔ)圓柱體模型，將其塌陷為可編輯的多邊形，通過Connect連接切線、Extrude擠出以及倒角等命令制作出立柱下方的柱墩以及上方的立柱結(jié)構(gòu)，如下圖。圖中左側(cè)的立柱模型作為室內(nèi)下層的支撐立柱，右側(cè)為上層的支撐立柱。場景中的立柱結(jié)構(gòu)一方面作為支撐結(jié)構(gòu)，讓整體建筑具有客觀性和真實性，另一方面立柱作為裝飾結(jié)構(gòu)，用來增加和豐富場景細節(jié)。

制作立柱裝飾結(jié)構(gòu)

將場景的墻體和地面模型對齊拼接到一起，然后將立柱模型與墻體的一條縱向邊線對齊，進入3ds Max層級面板，將立柱的Pivot軸線點對齊到地面中心，通過旋轉(zhuǎn)復(fù)制的方式快速制作出其他的立柱模型。

復(fù)制立柱

室內(nèi)的整體框架模型制作完成后，接下來為模型添加貼圖，墻面為四方連續(xù)的石磚貼圖，立柱和橫梁都為帶有雕刻紋理的貼圖。地面外圍為木質(zhì)貼圖，中間為石磚貼圖，內(nèi)圈為帶有雕刻紋理的石質(zhì)貼圖，最中心是一張帶有完整圖案的獨立貼圖。下圖為室內(nèi)場景整體貼圖完成后的效果。

最終的貼圖效果

下面我們制作室內(nèi)的屋頂結(jié)構(gòu)，在3ds Max視圖中創(chuàng)建一個半球模型，將半球頂部的多邊形面刪除，上方再創(chuàng)建一個完整的半球模型，兩個半球之間利用Tube模型結(jié)構(gòu)相銜接。因為要作為室內(nèi)結(jié)構(gòu)，所以要將模型整體進行法線反轉(zhuǎn)，這樣室內(nèi)屋頂?shù)哪Ｐ徒Y(jié)構(gòu)就制作完成了。

制作屋頂模型結(jié)構(gòu)

然后為屋頂模型添加貼圖，下層半球我們添加一張帶有雕刻紋理的石磚四方連續(xù)貼圖，如下圖所示。頂層半球為其添加一張帶有星座圖案的完整獨立貼圖。

穹頂?shù)馁N圖效果

除此以外還需要制作一些其他的場景道具模型，如水晶、地球儀、石像雕塑、書櫥等（圖1-8），這些場景道具模型我們會在Unity引擎編輯器中導(dǎo)入調(diào)用，在室內(nèi)場景中進行整合擺放。

水晶、地球儀、石像雕塑、書櫥等場景道具模型

2. 場景資源優(yōu)化處理

場景模型制作完成后，在正式導(dǎo)出為FBX文件前還需要對模型資源進行優(yōu)化處理，因為在模型的制作過程中我們是利用完整的幾何體來進行編輯制作的，當(dāng)這些模型真正拼合到場景中時會由于室內(nèi)場景的空間和結(jié)構(gòu)發(fā)生相互遮擋，例如模型與室內(nèi)場景地面相接的底部，或者模型靠近墻面的多邊形面，這些多邊形的面片結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)在玩家視角永遠不可能看到的死角區(qū)域，我們需要對這些面片進行刪除，以保證資源導(dǎo)入引擎后的優(yōu)化顯示。每個模型結(jié)構(gòu)被刪除的面片可能并不很多，但隨著模型數(shù)量的增加，這些優(yōu)化處理將顯得極為必要。

首先選中室內(nèi)場景上層立柱和橫梁插入到墻壁內(nèi)的多邊形面片結(jié)構(gòu)，可以利用頂視圖來快速選取，如下圖所示，我們發(fā)現(xiàn)全部被選擇的多邊形面有300余面，而這僅是對于場景上層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，所以累計來看刪除廢面是非常必要的一步。

利用頂視圖快速選取

利用同樣的方法選擇刪除場景下層裝飾立柱與橫梁與墻面相交的多邊形面并進行刪除操作，如下圖所示。

刪除下層立柱和橫梁的“廢面”

模型資源優(yōu)化處理結(jié)束后，下面就可以將模型進行導(dǎo)出操作了。將模型從3ds Max中導(dǎo)出前需要對系統(tǒng)單位以及比例大小進行設(shè)置，打開3ds Max菜單欄Customize（自定義）菜單下的Units Setup選項，點擊System Unit Setup按鈕，將系統(tǒng)單位設(shè)置為Centimeters厘米。調(diào)整好模型比例后就可以對其進行導(dǎo)出了，將所有模型的Pivot軸心點歸置到模型的中心位置，然后將模型位置調(diào)整到坐標(biāo)系原點（0，0，0），將模型的名稱與模型材質(zhì)球名稱相統(tǒng)一，然后選擇File文件菜單下的Export選項，逐一選擇需要導(dǎo)出的模型，利用Export Selected命令將模型導(dǎo)出為FBX格式文件。

3. Unity3D模型的導(dǎo)入與設(shè)置

場景資源導(dǎo)出完成后，我們啟動Unity3D引擎編輯器，首先點擊File菜單下的New Project創(chuàng)建新的游戲項目，在彈出的面板中設(shè)置項目文件夾的路徑位置以及導(dǎo)入Unity預(yù)置資源。然后打開創(chuàng)建的項目文件夾，在Assets資源文件中創(chuàng)建Object文件夾，用來存放FBX模型以及貼圖資源，如下圖所示，Object文件夾下的Textures文件夾用來存放模型貼圖，Materials文件夾是系統(tǒng)自動生成存放模型材質(zhì)球的位置。

創(chuàng)建項目文件夾

將各種資源文件拷貝到Assets目錄下后，我們就可以在Unity引擎的Project項目面板中進行查看和調(diào)用。接下來將室內(nèi)場景模型以及各種場景道具模型用鼠標(biāo)從項目面板拖拽到Unity場景視圖中（圖3-2）。由于室內(nèi)場景都是在封閉的空間中，所以在利用Unity編輯器進行制作的時候無需創(chuàng)建Terrain地形，接下來的所有操作都是在制作好的室內(nèi)場景模型中進行搭建和拼接。

將模型導(dǎo)入到Unity場景視圖

在默認(rèn)狀態(tài)下場景中沒有任何的光源，這時場景中的模型都顯得比較灰暗，我們需要創(chuàng)建一個基本光源，方便我們在視圖中操作與查看。點擊GameObject游戲?qū)ο蟛藛�，在Create Other選項下創(chuàng)建一盞Point Light點光源，在Inspector面板中將光源的Range（范圍）設(shè)置為80，將Intensity（強度）調(diào)大到5（圖3-3）。這個光源并不是最終我們對場景的布光設(shè)置，只是為了簡單的照亮場景。

創(chuàng)建點光源照亮場景

在場景模型整合擺放前需要對所有導(dǎo)入的場景模型進行材質(zhì)Shader的設(shè)置，我們可以在項目面板中選擇模型，然后在Inspector面板中對其材質(zhì)和貼圖參數(shù)進行設(shè)置，也可以在項目面板中直接選擇模型對應(yīng)的材質(zhì)球進行設(shè)置。首先在項目面板Materials目錄下選擇望遠鏡模型的材質(zhì)球，然后將Shader設(shè)置為Bumped Specular法線高光模式，設(shè)置其主色調(diào)和高光顏色，同時利用Shininess參數(shù)設(shè)置高光的反光區(qū)域范圍，如下圖所示。

設(shè)置望遠鏡材質(zhì)Shader

利用同樣的方法對其他模型的Shader進行設(shè)置，將書櫥和地球儀模型的材質(zhì)球Shader設(shè)置為VertexLit頂點模式，分別設(shè)置材質(zhì)的主色調(diào)、高光色、自發(fā)光顏色以及高光的反射范圍。接下來將水晶模型的材質(zhì)Shader設(shè)置為Self-Illumin/Bumped Diffuse（自發(fā)光法線貼圖模式），如下圖所示。將雕塑模型的材質(zhì)Shader設(shè)置為Bumped Specular模式。由于最終整體場景的主光源為藍綠色，所以這里在所有的Shader設(shè)置中我們盡量將高光反射顏色都設(shè)置為綠色。

設(shè)置水晶材質(zhì)的Shader

場景道具模型設(shè)置完畢后，接下來我們開始設(shè)置主體場景模型的材質(zhì)Shader。將場景中所有雕刻裝飾結(jié)構(gòu)的貼圖Shader都設(shè)置為Bumped Specular模式，例如立柱、橫梁、大門、窗戶模型等，法線高光模式可以強調(diào)出雕刻結(jié)構(gòu)的紋理凹凸質(zhì)感。將地面和墻體的石磚材質(zhì)Shader設(shè)置為Bumped Diffuse模式。

設(shè)置室內(nèi)模型結(jié)構(gòu)的Shader

將屋頂中央獨立貼圖的材質(zhì)Shader設(shè)置為Self-Illumin/VertexLit模式，如下圖所示，這里主要是為了配合后面的粒子特效制作。

設(shè)置穹頂材質(zhì)Shader

所有Shader設(shè)置完成后，我們從項目面板的預(yù)置資源中調(diào)出第一人稱角色控制器，并將其拖拽導(dǎo)入到室內(nèi)場景中，方便整個場景的查看與瀏覽。這里需要注意的是，由于整個場景并沒有制作碰撞盒，在運行游戲的時候角色控制器并不能與場景發(fā)生碰撞反應(yīng)，所以需要對項目面板中場景模型進行設(shè)置，在Inspector面板中將Meshes選項下的Generate Colliders勾選，這樣整個室內(nèi)場景就生成了與自身網(wǎng)格模型一致的碰撞盒，角色控制器也能夠在場景中正常真實的進行活動。

接下來我們正式開始場景模型的擺放和整合，這里主要是將各種場景道具模型擺放到場景的各個位置，首先將水晶模型移動到室內(nèi)屋頂?shù)恼�中央，將其作為整個室內(nèi)場景的虛擬主光源（主光源的視覺模型），如下圖所示。

將水晶模型放置到屋頂正中

將望遠鏡模型移動放置到地面平臺中央，讓鏡筒延伸出墻面的窗口，如下圖所示。將雕塑模型和書櫥模型利用復(fù)制（Ctrl+D）的方式緊靠墻壁間隔錯落擺放，如圖所示。這樣室內(nèi)場景的整體拼接和整合就完成了。

放置望遠鏡模型

放置雕塑模型

將雕塑模型和書櫥模型間隔錯落擺放

4. 場景光源、特效及輸出設(shè)置

基本場景搭建完成后，我們需要為場景添加光源和特效，來增強室內(nèi)場景的視覺效果，烘托場景的整體氛圍。室內(nèi)場景與野外場景不同，在野外場景中無論何時都會有一盞方向光來模擬日光效果，而在室內(nèi)場景中照亮環(huán)境的光源基本來自于室內(nèi)，另外有少數(shù)情況是光線透過窗戶由室外照射進室內(nèi)。對于本章實例場景來說，整體為全封閉的場景結(jié)構(gòu)，我們需要在場景中設(shè)定一盞主體光源用來照亮全局環(huán)境，另外需要設(shè)定若干次級光源來輔助照亮場景。

我們將房間屋頂正中央的水晶作為場景的虛擬主光源，在它附近創(chuàng)建一盞Point Light點光源來照亮整個場景，這里可以直接利用之前為了照亮場景所創(chuàng)建的點光源來進行參數(shù)修改，將Range設(shè)置為60，光源顏色調(diào)為淡綠色，燈光強度設(shè)置為6，勾選Draw Halo可以形成光暈效果（圖4-1）。將墻壁雕塑上的水晶作為次級虛擬光源，在其附近創(chuàng)建Point Light點光源來輔助照亮場景，將Range設(shè)置為10，強度設(shè)置為2.5（圖4-2），利用復(fù)制的方式快速完成其他次級光源的制作。

創(chuàng)建并設(shè)置場景主光源

創(chuàng)建次級輔助光源

然后我們需要對Unity場景指定一個天空盒子，雖然整個場景為封閉的室內(nèi)環(huán)境，但從望遠鏡伸出的窗口可以看到室外環(huán)境。點擊Edit菜單下的Render Settings選項，在Inspector面板中為Skybox Material添加預(yù)置資源中的MoonShine Skybox，如圖所示。

設(shè)置場景天空盒子

接下在場景視圖中創(chuàng)建一個Particle System粒子系統(tǒng)，Shape選擇Cone，調(diào)整發(fā)射器的形狀為圓餅狀，激活Limit Velocity Over Time選項，將Speed參數(shù)設(shè)置為0。這樣就形成了圓點粒子原地閃爍的效果，然后將粒子發(fā)射器移動到屋頂?shù)陌肭蛐务讽攦?nèi)，用來模擬星空效果。

將粒子系統(tǒng)放置到穹頂中央

最后在場景中央水晶下方添加一束體積光特效，這樣這個室內(nèi)場景就制作完成了（圖4-5）。我們可以將制作完成的游戲場景利用File菜單下的Building Settings命令進行導(dǎo)出，將其輸出為各個平臺下可獨立運行的游戲程序。

最終的場景效果

作者簡介：

李瑞森，WB：混沌之思維 Autodesk AAI認(rèn)證講師、3ds Max產(chǎn)品專家、ADOBE ACCD認(rèn)證設(shè)計師。曾任臺灣大宇軟星科技（北京）有限公司高級游戲美術(shù)設(shè)計師，參與《仙劍奇?zhèn)b傳五》的場景設(shè)計制作。參與《三國戰(zhàn)魂Online》、《風(fēng)火之旅Online》以及《QQ西游》等多部大型MMO網(wǎng)游的研發(fā)�，F(xiàn)任山東宇揚動漫文化有限公司產(chǎn)品總監(jiān)，執(zhí)導(dǎo)的多部動漫作品在省級和國家多個獎項評選中獲獎。個人編著《游戲場景設(shè)計實例教程》、《游戲場景設(shè)計實例教程?高級篇》、《Unity 3D游戲場景設(shè)計實例教程》、《游戲概論》等多部游戲?qū)�業(yè)高校規(guī)劃教材。其中，《游戲場景設(shè)計實例教程》在2013年被中國教育部評為“國家十二五高等教育規(guī)劃教材”，成為高校游戲?qū)�業(yè)優(yōu)先推薦教材。

個人作品：