次世代場景制作一個歐式小村落

這個教程適合中水平建模和貼圖的讀者，我在這里不會一步一步的介紹整個制作過程，這里只介紹次時代游戲開發(fā)中的特色部分。而這些部分的制作方法不是固定的，在我們的制作組里采用了很多種方法，這里我們將介紹總的制作方法。

我的靈感來源于典型的美國農(nóng)場，加入了一些英式的風(fēng)格來增強(qiáng)建筑和環(huán)境的個性。就算場景整個來說是比較寫實(shí)的，但是細(xì)節(jié)來說，比如比例，物體的位置，顏色等都有一點(diǎn)夸張，來讓游戲看起來更有透視感。這當(dāng)然取決于游戲的類型，因?yàn)橥婕以谟螒蚶锏奈恢迷诖耸呛苤匾�的。制作多少�?xì)節(jié)是由玩家與物體的距離，還有玩家是否經(jīng)�？催@個物體所決定的。這些要求常常解釋為多邊形和貼圖數(shù)量的限制。
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這里使用的軟件是maya和photoshop。

分為以下5步：

收集材質(zhì)和參照圖
概念設(shè)計(jì)
建模和uv
貼圖展開和uv
繪制貼圖

1.收集材質(zhì)和參照圖

這步里我收集了參考照片和農(nóng)場上的物體的圖片，仔細(xì)的挑選，注意要保持風(fēng)格的一致，讓他們看起來是同一個年代的，相互呼應(yīng)。這里我要做一個屋子，一個小水塔和一個貨車。通常，像水塔和貨車這樣的物體都叫做道具。

顏色和細(xì)節(jié)在之后都會做一些修改來讓各個元素看起來更協(xié)調(diào)。

2.概念設(shè)計(jì)

有了這些參考圖片，我畫了一些場景里要用到的細(xì)節(jié)的速寫，還加了一些多余的細(xì)節(jié)，這部分細(xì)節(jié)在之后的制作里可能因?yàn)榧夹g(shù)限制而被取消。

這些草圖是之后更為詳細(xì)的概念設(shè)計(jì)的基本，之后會加入顏色，材質(zhì)，反射還有更有立體感 和建筑感
的經(jīng)、喇叭。詳細(xì)的概念設(shè)計(jì)會使用到sketchup這樣的軟件，但在這個教程里，概念設(shè)計(jì)只是用做基本物體方位和比例的參照。

3.建模和uv

用其中一張概念設(shè)計(jì)圖，我估計(jì)了一下房屋的維度，做出了大體的形狀。之后，會一步一步加入細(xì)節(jié)。

同時，我要注意不要做太細(xì)小的或者是用太多多邊形完成的細(xì)節(jié)。因?yàn)檫@些都是可以靠貼圖來完成的。依據(jù)游戲引擎來判斷細(xì)節(jié)是用多邊形來完成還是用貼圖來完成。確保結(jié)果是最佳的，最好是讓同一個人來做建模和貼圖。在游戲工業(yè)里，加快執(zhí)行速度是很重要的。建模里出現(xiàn)的任何看不到的，多余的細(xì)節(jié)都必須移除。網(wǎng)格大多都得是四邊形，只有在四邊形不能用的地方才能使用三角形。

以下介紹一下一些典型的可以用多邊形完成的細(xì)節(jié)：

下圖是我建模窗戶和優(yōu)化屋頂?shù)倪^程：

別外，以優(yōu)化幾塊斜靠在墻上的厚木板為例。在之后會通過貼圖加入一些細(xì)節(jié)，這些細(xì)節(jié)包括缺磚的墻面和厚木板的形狀。

以上兩個例子是為了強(qiáng)調(diào)幾何體在貼圖之后還需優(yōu)化這一事實(shí)。比如，如果我們在貼圖前做了缺磚的細(xì)節(jié)，貼圖時會遇到一些麻煩，反之，就方便多了。

正如你所見，幾何體是低精度的，因?yàn)楹芏嗟男〖?xì)節(jié)，像磚，屋頂?shù)耐咂�，木板等都是可以在貼圖的時候用法線貼圖來完成的。所以在這里，只有大體的形狀會用幾何體來表現(xiàn)，因?yàn)閹走呅蔚臄?shù)量限制是1300個三角形。水塔要用將近1000個三角形，因?yàn)樗�的圓形需要很多的三角形來表現(xiàn)。如果做細(xì)節(jié)，這個車需要2500個多邊形。不過，玩家不能去開車，所以不用為車做內(nèi)里，這樣，車也不用做太多的設(shè)定，比如車門不用做成可開合的。

通常車對玩家來說都是一個可以藏身的地方，水塔則可以眺望遠(yuǎn)方或者點(diǎn)火。這些操作細(xì)節(jié)在建模時都必須考慮到，因?yàn)橛械臇|西是可以用的，所以場景里要為這些東西留一些空間，這樣才能讓玩家夠到這些物品，而不至于被卡住。次代游戲意味著玩家可以去，可以近距離看到大部分的物體，這樣就要求貼圖的分辨率要很高，并且和旁邊的物體的分辨率保持一致。

從建模一開始，我們就要讓模型保持在最終的多邊形數(shù)的限制以內(nèi)，因?yàn)橐恍┘?xì)節(jié)在之后還會添加進(jìn)去，或者需要加一些邊來幫助完成貼圖。

游戲藝術(shù)家通常遇到的一個問題是兩個選擇：是要用低精度建模后再按需求增加多邊形數(shù)，還是一開始就用高精度模型，最后再按限定來減少多邊形數(shù)目。每個藝術(shù)家會根據(jù)自己的喜好選擇不同的方法。通常，游戲建模中，輪廓沒有房屋的比例來得重要。一個復(fù)雜的輪廓會讓人錯以為物體有很高的分辨率。

正如之前提到的，我會加一些細(xì)節(jié)在房屋的輪廓上，比如缺瓦的屋頂，木塊，碎片，突出或者是陷入的磚塊，破碎的樓梯等等，這些細(xì)節(jié)讓房屋看起來更自然，所以它們會放在玩家能夠輕松到達(dá)的地方。

在展開uv之前，我們要確保幾何體很干凈，場景已經(jīng)組織好了，這個場景是通過命名和給物體分層來組織的，同樣的，用outliner我們可以把場景中不必要的節(jié)點(diǎn)刪除。

確保刪除無誤后，我們用以下的步驟來整理場景。 file->optimize scene size
和edit>delete all by type->history來確保物體的法線都是正確的，你可以用backface
culling來看法線的方向是否正確。

（點(diǎn)擊原圖看大圖）

接下來，這里有一些常犯的建模錯誤：

建模完成后，我們接下來要展uv了，這步不是uv最終的展開情況，我們只是將uv全展開。比如說，如果項(xiàng)目要求128像素／米，那么一個4m
x 4m 的區(qū)域就需要512x512的貼圖，而一個2m x 4m的區(qū)域就要求256 x
512的像素。場景里的磚墻有2米高，所以就高度而言，它需要一個256像素的貼圖，當(dāng)然厚度也需要額外計(jì)算。作一面長磚墻，會用去我們很多的貼圖空間，如果我們要保持分辨率的原則。

下圖是房屋和水塔的uv展開圖。用棋盤材質(zhì)圖，我們能看到所有的多邊形是不是有同樣的分辨率。這些uv在貼圖的時候會作很大變動，來讓我們找到最好的貼圖方式。

4.布局，材質(zhì)和uv

雖然我們說是uv布局，但布局事實(shí)上是指在photoshop中的畫紙上怎么擺放所有的細(xì)節(jié)。最簡單的方法完成這個是在一張紙上試著擺放不同大小的區(qū)域來找到一個最好的布局，而盡可能用最小的貼圖大小。正確與否的衡量方法是看是不是保持了正確的大小關(guān)系。所以幾何體表面積越大，它的貼圖占用的空間應(yīng)該越大。在這里，主要的部分有磚墻，屋頂和小棚的墻，像門窗那樣的細(xì)節(jié)也會被包括進(jìn)來。

正如你所見，房屋和道具不是用專門的，像角色使用的那樣的uv空間。所以這樣的uv是通過以下3步合成的：

1.展開uv（建模完成后就可以做了）

2.材質(zhì)布局（在photoshop或者是紙上完成）

3.貼圖（在maya中完成）。這是在材質(zhì)完成后，當(dāng)uv已經(jīng)準(zhǔn)備好可以用于生成材質(zhì)后。

在左邊，這量個藍(lán)墻的材質(zhì)，在頂和底部都有點(diǎn)臟。為了讓它的用途更大，材質(zhì)在垂直方向上有壓縮，這樣只用比較小的空間就能完成墻面的材質(zhì)。右邊的圖顯示的是水平布局，還有圓形的布局。這些布局都必須和相應(yīng)的幾何體匹配。

下面是兩個物體的材質(zhì)貼圖。

回到主要的場景方面，我試著去優(yōu)化材質(zhì)的數(shù)目和大小，同時保持足夠大的空間來添加細(xì)節(jié)。

手繪的布局方法如下圖所示：

（點(diǎn)擊原圖看大圖）

第一部分是房屋的主要材質(zhì)，有1024x1024那么大，這包括了長磚墻，木墻和門窗，樓梯等等。屋頂?shù)耐呤怯昧硗獾囊粋�512x1024的材質(zhì)圖，下面的左邊那張圖是512x512的水塔的材質(zhì)圖。256x256的alpha貼圖會用在鋼架和樓梯的制作上。這個貼圖能幫我省很多多邊形。材質(zhì)方面，車還需要1024x512。

如你所見，草圖不夠精確，它只是讓設(shè)計(jì)者知道元素的擺放，所以這里沒有余下的空間。假如有需要更多的材質(zhì)，比如一些物體最后需要放大，因?yàn)榉直媛侍岣�，這當(dāng)然做的時候要小心，因?yàn)檫@樣會讓分辨率不一致。這是一個我畫的格子，每個大小都是128像素，來讓工作更簡單。

漫反射貼圖

因?yàn)檫@是一個寫實(shí)的建筑，材質(zhì)必須仔細(xì)的選擇。它們必須有很多的細(xì)節(jié)，不能模糊，不能有人工修飾的成分。最重要的是加入一些有趣的細(xì)節(jié)，而顏色可以在photoshop中調(diào)整。

有一些細(xì)節(jié)夸張點(diǎn)看上去更好，雖然我們做的是真實(shí)感很強(qiáng)的貼圖，但是讓物體和建筑有一些獨(dú)特的風(fēng)格是很好的。建筑應(yīng)該通過色彩，風(fēng)格等來詮釋。源圖必須調(diào)整一下，不至于看上去色彩單一，過時的老舊建筑。材質(zhì)必須做得真實(shí)，可信來彌補(bǔ)幾何體的不足。

獨(dú)立的細(xì)節(jié)必須有很大的區(qū)別，并很好的放置在材質(zhì)圖上來避免明顯的重復(fù)并更容易讓人理解。

在photoshop中有一點(diǎn)要避免的是：層混合模式。要盡量使用正常，不過，在不影響最終效果的前提下，覆蓋等其他方式也是可以用的。

層
這類的元素不應(yīng)該濫用。用得太多了會不好管理，特別是沒有給它們命名和正確分組的情況下。最好的是用盡量少的層，只留下那些特殊的細(xì)節(jié)，比如顏色，立體感特征。有一些層能幫助生成其他的層，比如法線能方便的生成高光圖。

下面是墻壁材質(zhì)的例子：

height map 高度貼圖

為了生成好的法線圖，我們首先要做等高圖。生成的方法是用凹凸通過nvidia
photshop插件來轉(zhuǎn)換成法線貼圖。法線圖首先要仔細(xì)研究漫反射材質(zhì)，因?yàn)樗�看上去只要將圖降低飽和度后在nvidia
濾鏡里跑一下，就可以生成了，但是這樣得不到想要的效果。等高圖必須在層里先用一個灰度來確定細(xì)節(jié)，然后再把細(xì)節(jié)加進(jìn)去產(chǎn)，這樣的步驟才能保證最終的效果。

從左上的圖你能看到等高圖里慢慢加入了細(xì)節(jié)。右邊的圖是具體的細(xì)節(jié)加入的情況。每一層高度都能轉(zhuǎn)換成一個法線貼圖，然后疊加模式選為疊加。需要強(qiáng)調(diào)的層就復(fù)制一下，這樣效果就更明顯了。當(dāng)然，你也可以調(diào)節(jié)層的透明度來控制。

高度圖生成的過程是很重要的，因?yàn)楹玫母叨葓D的生成能大大減少法線貼圖的工作量。

normal map法線貼圖

下圖是改進(jìn)法線貼圖的步驟。一些地方要強(qiáng)調(diào)，只要復(fù)制有這些地方的層，并疊加。更明顯的細(xì)節(jié)是不能直接用濾鏡來生成的。

更好的轉(zhuǎn)換結(jié)果可以用crazybump來完成，它會計(jì)算材質(zhì)的深度來生成法線貼圖。它還能通過材質(zhì)的大小和細(xì)節(jié)來分別對待不同的材質(zhì)。通常，這個軟件適用于較大的細(xì)節(jié)。另一個用途是它生從圖片中提取出平行光源。結(jié)果能生成環(huán)境圖，等高圖，凹凸圖等等。這些也能用來增強(qiáng)材質(zhì)的效果。

另外，這是nvidia normal map filter 在此教程里的參數(shù)設(shè)置：

specular map 高光貼圖

高光圖只要是指示有多少光從表面反射回來的。木材，磚，水泥等的反射度很低，而像玻璃，金屬等就有較高的反射度。為了正確的生成法線圖，高光圖必須很小心的研究。一些3d引擎只要用灰度的圖就行，一些則要彩色的。

下圖是最終的高光圖的一部分。亮的地方是窗戶，暗的地方是污點(diǎn)。接下來，金屬的表面有一個較高的反射值，不過，其上的污點(diǎn)部分剛反之，像門把，釘子，鉸鏈等地方都要這樣來處理。最暗的地方是磚，水泥和木材。當(dāng)然，如果木材是油漆過的，反射度就會高些，一些濕的磚或者拋光過的磚也會高些。還有一個原則是舊的東西比新的東西反射值低，因?yàn)槭艿轿埸c(diǎn)，灰塵什么的影響。

一般，高光圖會比漫反射圖的對比度更高。

貼圖的過程要求設(shè)計(jì)者在每次材質(zhì)保存后，在3d視圖中仔細(xì)的檢查，在完成所有的材質(zhì)后再來調(diào)整材質(zhì)的亮度和顏色也是可選的。一個原因是在法線貼圖和調(diào)光貼圖完成后，物體的視覺效果會有很大的改變。

5.繪制貼圖

因?yàn)橹�前的布局，在材質(zhì)圖上已經(jīng)沒有多余的空間可以利用了。同時，uv鏡像也要盡量避免，因?yàn)檫@會產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng)。

同樣的，縮放uv時也要注意保持比例，以避免分辨率的不同。

這些問題的效果在下圖中都有所展示：

下圖是uv的主要貼圖，如你所見，所有的地方都用上了。

在整個建筑貼圖后，還有一些空間來添加一些像變形，損壞的瓦片那樣的細(xì)節(jié)。這樣估能讓幾何體材質(zhì)細(xì)節(jié)更容易生成。

水塔也是用同樣的方法完成的，我試著保持一樣的材質(zhì)來保證分辨率。相同的材質(zhì)用在了屋頂和蓄水池的底部。除此之外，我的架子上還用了256x256
alpha貼圖。

總之，技巧因建筑的不同而不同，但是方法變化都不太大，主要的最優(yōu)化，不管是幾何體，uv還是貼圖方面，這些都必須在不改變物體外形的基礎(chǔ)上完成。

接下來，我們要用不同的方法來完成貨車了，因?yàn)榻煌üぞ叩闹谱鞣椒ㄊ遣灰粯拥�。這就意味著在建模完成后，uv就得在材質(zhì)完成前先做好。

上圖的上半部分是貨車一開始的造型，下面是報(bào)廢后的造型。這樣做的好處是我們可以根據(jù)情節(jié)使用不同的模型。

下圖是完成后的uv，展開了，放到合適的大小以便使用更大的材質(zhì)空間。

（點(diǎn)擊原圖看大圖）

生成這類交通工具的uv必須仔細(xì)參考圖片，來決定哪些地方要特殊的uv空間，因?yàn)橛械牟糠植荒茜R像或疊加，不然會看出人工的痕跡。仔細(xì)參照圖片看要加入哪些細(xì)節(jié)。布局決定了大部分的材質(zhì)都得鏡像，但是一些特殊的地方，像坐倉，緩沖器，散熱器等都不能鏡像得到。下面是鏡像后得到的細(xì)節(jié)圖：紅色的部分有著同樣數(shù)目的uv。

車的側(cè)面也能鏡像，因?yàn)樵谕�一時刻它們不會被同時看到。鏡像得到的一些區(qū)域需要特別注意，比如車罩和車床。鏡像區(qū)域的蝴蝶效應(yīng)能通過添加少量的對比細(xì)節(jié)來減少。

如你所見，車罩部分缺少灰塵等其他細(xì)節(jié)來讓鏡像看起來沒那么明顯。同樣的，后部也有同樣的問題。

同時，值得注意的是材質(zhì)沒有照明。引擎會根據(jù)幾何體形和法線圖的細(xì)節(jié)來添加燈光和陰影。劃痕等細(xì)節(jié)在與法線貼圖結(jié)合后看起來效果會好很多。

在漫反射圖上添加陰影也會影響到引擎的細(xì)節(jié)，讓物體看起來有些失真，所以最好不要用。

下圖里，你會看到最終的法線圖的生成，與房屋用的是一樣的方法。金屬制品是在crazybump里生成的，這樣看起來更真實(shí)。

這個場景 的最終渲染效果：

回想一下，整個場景里大多用的都是一種方法，只在具體的一些物體上有一些細(xì)微的差別。每個物體都要有細(xì)節(jié)的變化來吸引玩家。但是最主要的還是場景的最優(yōu)化。