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化铁锈为神奇,Unity学员做出了神似“三维弹球”的解谜类3A大作

原创 2021-09-22

当铁门打开,一颗表面锈迹斑斑的铁球滚落下来,等待它的将是一次次的洗礼。滚烫的钢水,寒冷的冰冻,一道道工序完成加工之后,成为航天器上的一枚关键零件。


这是小 U 最近上手的一款 3D 写实类解谜游戏《滚滚人生》当中的一个关卡,根据游戏设定,玩家要操纵铁球,经过有钢水的路面、木板、冷冻、电磁机等机关通道,到达终点,完成游戏中设定的“加工”工艺,最终经过去锈、抛光、充能等关卡后最终通关。



让小 U 印象深刻的是,这款看起来神似微软经典游戏《三维弹球》的游戏 Demo 虽然只有一个关卡,但它的每一个模型动画的塑造已经可以媲美很多同类型的 3A 大作。

特别是场景中的机械臂模型,铁球通过钢水时表面颜色的变化,以及表面保持高温的铁球在木板上滚动让其消融的动画都栩栩如生。

当然这归功于美术技术芮士辰同学的设计。

“当我们确定了《滚滚人生》是一部写实工业风格的游戏后,我就找了大量类似的参考资料,包括现有的工厂机械图片,已经做好的模型机械图片”。



小 U 看到芮同学参考的美术资料中不乏近年来的 3A 史诗大作,可见《滚滚人生》一开始就要站在最优秀作品的肩膀上,在建模方面追求精益求精。


芮同学和小 U 说,作为一位拥有经验的建模师,他已经对场景搭建相当熟悉了。用 Maya 模型 Mudbox 制作贴图,《滚滚人生》对基础模型搭建和贴图制作没有太复杂的操作,芮同学还用 Unity 自带的粒子系统添加了些许特效。


做好了模型数据资产后,芮同学把它们导入 Unity 中制作模型渲染,他听说高清渲染管线 HDRP 是 Unity 引擎中效果最强大的可编程渲染管线,所以就自学了它的基础功能。



“用它渲染后的场景看上去更有动态感,而它的制作流程和我之前接触的基于物理灯光的渲染器(mental ray 、arnold、VR渲染器)很类似,这也让我很容易上手”。


“在光照方面,导入模型后默认天光,先设置一个环境光,从窗外引入物理天光,然后手动打光照亮场景中的主要物体,之后在全局光下用 AO 和反射探针给场景增加一个比较大的反差。最后经过后处理给整个场景进行校色,并通过添加场景雾气效果拉开前后关系与色彩对比。”听到芮同学的表述,小 U 觉得以前听起来技术含量很高的模型渲染难度其实也没有那么大,只要在老师的指导下进行专业训练,在性能强大,易上手的游戏引擎下操作,普通人也能完成。



材质部分,HDRP 提供的 Lit 材质球可以模拟非常多的材质。“场景中很大部分模型都是金属、硬表面材质,Unity 的 HDRP 中的材质球可以模拟大部分的基础材质,有些地方还使用了层材质来模拟多种材质混合在一起的效果。”芮同学如是说道。


场景方面,芮同学增加了一些贴花效果来丰富场景中的特殊部分,比如灼烧的铁皮、冰霜区域等,同时编写了一些特定动态效果的 shader graph 贴花,并用脚本来控制它们的动态效果。



负责游戏策划的姜子健同学专门给小球设计了发光时的变化效果,他告诉小 U,改变小球的是 Emisson color,他们认为小球不管是变蓝还是变红都有一种发光的效果,本来是想用 lerp 颜色模式处理,后来发现达不到指定的颜色效果就改用了 moveforword 颜色模式进行了处理。



只是大量的模型和渲染的叠加也会影响到游戏的运行,因此芮同学在游戏性能和画面效果之间做了相应的妥协,比如在模型精度上本着能省就省的原则,制作模型时芮同学就比较少使用模型细分、倒角、卡线等功能,也没有使用高低模烘焙手段来制作贴图,效果的呈现大多以各个通道的材质贴图为主。在渲染方面,芮同学场景渲染上使用了大量的灯光烘焙,但考虑到后处理的多项效果对性能的要求颇高,他最终砍掉了镜头景深、灯光雾、运动模糊、光线追踪等画面效果


逼真的建模也给游戏的软件程序和 UI 动画的实现带来挑战。


负责机械臂动画及交互程序的曹宇同学告诉小 U,在测试游戏的时候,Unity 编辑器中运行的木板消融动画符合预期,但发布游戏程序之后发现居然出错了。经过多次调整之后依然没有成功,在制作工期紧张的情况下,我们只能重新制作一个新的 Shader 并测试提交。


再比如模板移动的动画又遇到一个奇怪的 bug,之前编写的脚本在 120 赫兹刷新率的电脑上可以正常运行,但到了 60 赫兹刷新率的电脑则无法顺利运行,模板无法到达指定的地点。 



负责程序与 UI 实现的杜昕原同学也遇到过不少奇怪的 bug,比如小球模型移动时无法爬坡的问题,也着实找了不少教程处理 bug。这样频繁出现的 bug 问题,势必会影响整个团队的开发效率。 


负责程序管理的陈昊同学告诉小 U,为了减少游戏程序开发中 bug 的出现之后对其他成员的影响,《滚滚人生》使用了 game Framework 游戏框架。它是基于 Unity 引擎开发的一款开源游戏框架,拥有完善的扩展模块,包括场景、文件、声音、网络、对象池。方便开发者对开发资源进行管理“虽然目前在开发上用到的不是特别多,但这个框架可以减少程序 bug 问题的出现,可以让团队的开发效率有所提升。”



除了 game Framework 游戏框架,团队还引入了 Unity 自带的代码管理工具 Plastic hub,“它为每个参与游戏制作的团队成员都建立了分支,比如像我们团队,有 5 个分支,你可以看到上面记录了 52 次的提交合并工作。”陈同学在和小伙伴的协作中体会到了 Unity 引擎带来的便利,他称赞道:对于我们多程序开发人员包括美术技术来说 Plastic hub 就是很好的代码管理工具。



最后陈昊同学告诉小 U,这只是一个教学关,要想把铁球变成真正的零件,还需要经过去锈、抛光、充能等关卡,第二关的游戏场景将会是教学关的三倍,小球也将经历更多的考验,随着关卡难度的进一步提升,铁球需要经过的机关会越来越多。



游戏还会加入一些联动开关和变形的内容,比如水+电就会触发电击开关,热量+水会触发升温开关。小球还会在原片和球形之间转换,玩家需要根据游戏通关的具体要求触发联动机关,或者变成相应的形状。



相信联动机制和球形状态变换的加入,《滚滚人生》的玩法会变得更有趣,它不在限于三维弹球式的单一通关,让考究的工业美术设计变得更有意义,就像这款游戏最初的意义:一个普普通通的铁球,也能通过改变成为尖端材料。


作为游戏爱好者的你,是不是也想做出这样的改变,像《滚滚人生》团队一样,做出自己心仪的游戏,如果你也有这个梦想,就来参加 Unity 集训营吧,我们会让你的游戏人生与众不同。


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