对于MMORPG游戏而言,庞大的世界观、丰富多样的角色、引人入胜的剧情是吸引玩家的法宝,然而这对于游戏美术设计有着非常高的要求。如何设计个性鲜明的多个角色同时保证进度,节约开发时间实现快速换装,是美术设计人员都要思考的。Harrison Moore在出席Unreal Open Day活动时,以游戏《PARAGON》为例,详细介绍了开发过程中物件材质以及角色皮肤材质的制作过程以及如何实现快速换装。

以下是演讲实录:

Harrison Moore:大家好!我在Epic Games工作了六年 ,几年前我开始研发第三款游戏PARAGON,并且在2016年初进行测试。

PARAGON上一周也发布在腾讯上,欢迎各位体验,并且提出宝贵的意见。PARAGON角色制作团队很具体,每三周就要发布一个新英雄,新英雄都要坚持高画质的清晰度,并且PARAGON是一个长期的项目,制作组当中的任何一个人会在老数据进行修改了换装,所以数据的规划很关键。

PARAGON在2016年刚开始测试的时候,只有13个英雄角色。到2017年2月份的时候,已经增加到了29个角色。和29个角色一起发布的还有换装。为此我们必须为角色定下基础外观,这样就有充足的时间进行微调。

以这个理念为基础,初期考虑PARAGON制作流程的时候,我们定下了快速和兼容这两个原则。我们意识到快速开发的方法就是简化工作流程,所以我们最后选择3MAX作为最终软件,我们也鼓励每一位美术进行汇总,下一位接手的美术可以导出到其他的软件工作。

材质函数是角色制作的核心

整个角色制作流程当中围绕的核心要素,就是UE4的材质函数。PARAGON的材质定义了材质的属性,比如说粗糙度、反光度以及贴光度,方便美术使用的过程当中可以自定义颜色。材质库覆盖了现实生活中所见的各种材质,从简单的皮革材质到复杂的拼块材质,所有的材质函数无论是简单的还是复杂的,都有自定义输入,每款材质都可以单独自定义设置。

目前为止,PARAGON的材质库相当的巨大,有400多个材质,满足所有的英雄需求。这个是我们在PARAGON制作过程当中,用来校正灯光、材质、角色等一系列数据的标准灯光场景。

这个场景中,我们将会对所有的角色、材质以及相关的数据,都会进行一次检测。在开发的过程中,场景的灯光和角色材质制作都是不同材料完成的,有的时候场景的灯光打的对比度会比较大,产生一些过曝,导致显示不正确。 通过标准材质、灯光贴图,标准的灯光校正场景就可以知道错误出现在场景灯光上面,而不是材质本身。

造成显示不正确的因素各种各样,有了灯光标准校正场景之后,我们就可以很快的定义出问题出在灯光,而不是材质和角色本身。在这个场景中,我们放了一些经常使用的材质库,根据目录不同的种类放在了不同的区域,区域是布料材质,海油一些橡皮材质。

刚才的是车漆材质,这是一些金属材质,再有一些带颜色的塑料材质,这个金属材质做的还是比较柔性的,可以通过调整方式,调整金属材质的颜色以及粗糙等。

接下来给大家演示一个相对复杂的材质,也就是毛皮材质。这个结点可以模拟出一种类似皮毛的深度视觉效果,材质结点比较复杂,打开之后还可以看到里面还嵌放着其他材质的结点。

接下来让贴图美术们进行贴图寻找材质,其他材质我们都是通过画一系列的颜色,区分材质区域的变化。每个角色都有标准的门板贴图,左边的是放在贴图的黄通道和绿通道,比如说纹身、绣花等等。右边制定了材质,比如说红通道是一个塑料,蓝通道是皮革,绿色通道是金属等等。

关于这一块的贴图我们还有进一步的定义,我们用高量显示角色模型上比较重要的边界,我们定义角色身上比较暗的,在视觉层面上要褪色的部分,通过这种方式能够产生很多的画差。

通过这两张对比图,大家可以感受一下有和没有两个通道的区别。在这张图上的角色增加了污渍,增加了体量感的同时,也增加了视觉的变化。它能很方便的储存贴图文件和门板贴图,所以我们有很多的文件包。

我们的标准流程是为角色创建所吸收的任何材质,定义材质分配,确保每个材质分配各种角色,颜色、粗糙度、法线在上面不是很重要,不需要深度研究,只需要研究能够识别就行,只分配最简单的纯白色和纯黑色,方便我们清楚的看到它们在引擎里面的效果,所以角色的材质都完成之后,再给每一个材质分配一个单独的用户通道。用户通道零是盔甲,一是皮质、二是纤维。

快速换装的工作流程

基本材质分配好之后,我们就可以快速的迭代改进。因为对材质ID的修改提供了很大的便利性,一般工作到这一步只需要两到三天的时间,之后就是各种改进。项目组组委会提供很多的反馈意见,让角色的外观达到完美,同时还要达到新制作的角色和其他制作完的角色保持高度一致。这个工作流程能够让我们快速的制作各种换装,我们能够轻松把材质的盔甲切换道不同的通道,赋予新的材质函数。

在这个物件上增加了一些衡量的金属量黄金颜色,这个只是为了大家方便看效果,并不是最终出现在游戏里面的颜色。大家看到在这个物件上每一个材质设置了一个单独的层,每一个层在引擎里都有相对应的材质。最下面的是一个比较粗糙的塑料材质,在上面的是一个比较光亮的塑料材质,再上面是两个金属材质,基本上材质设置就是这些。

等这些材质层设置好以后给所有的材质层再增加一个组,做不同的RGBA设置,最后把Mask贴图一键操作,导到引擎里面。

这个就是小小物件使用的材质函数,看节点图的话还是比较复杂的,但你深入研究一下其实也很简单。它就是一个整合了十层材质的材质函数,它每一个层相当于在PS里面的一个层,每一个层通过一个Mask来控制这个层上的材质是如何显示的,同时还展示出了很多常用的需要调整的参数,来实现快速的打磨到最终材质效果。

当工作进行到这一步的时候,美术在贴图纹理阶段剩下的挑战就不多了。他们只需要敲定颜色数值,切换不同的材质,来体现单体材质和整体材质的和谐,定义表面的颜色变化和视觉层次。

如何设计皮肤材质?

皮肤材质在所有游戏中对美术都是一个挑战。因为皮肤材质大家天天都看到,玩家很清楚皮肤材质应该是什么样。但是美术受硬件的限制,不能因为实现某些特殊效果而增加大量的材质函数,从而影响项目的上线。制作皮肤材质的时候灯光校对和细节的微调非常重要,任何一点小差错或者异样玩家都能感觉到。

游戏中人类角色一般都是从脸部扫描开始制作的,这个扫描文件从开始到制作结束会被修改的很多,但是它提供了最基本的模型和漫反射信息。每一个贴图美术一开始都会给一张扫描下来的漫反射贴图和法线贴图,这些和最终完成图相距甚远,但是我们的任务就是重新构建这张贴图。

可以看到现在的漫反射贴图的色调偏黄,因为扫描的时候环境光被带进来,而且还有一些疤痕、黑渍、粉刺等我们不想要的细节。

第一步是得到角色的基本皮肤色调,在这一步有很多因素需要考虑,当然角色的故事背景和种族信息起决定作用,这个角色我们希望他的皮肤是很苍白的,但隐约有点粉色。这是整个流程中最重要的一步,要得到不同的灯光环境都能有正确表现的皮肤基础色调。同时还要确保和其他角色放在一起的时候比较和谐。这个基础色调在后续制作的过程也会不断的被修改和微调。

在这一步我们把角色导入到这里,通常是用在灯光校正过获得的照片素材,素材不一定来自脸部,我喜欢用后背的皮肤贴图,因为杂质相对比较少,弄完基本皮肤贴图我们再把之前扫描皮肤贴图中眼睛嘴唇周围的区域拿回来校正颜色,匹配上一个步骤制作出来的基本肤色。

接下来增加一些自定义的结构性颜色,我用这些颜色定义了脸部的不同区域,在泪腺附近增加了粉红色,好多的周围增加了红色,鼻孔内部的贴图调低明度。我同事也增加了次表面的参数和粗糙度,这是为了确保制作的贴图和后续材质制作有一个比较好的对接,不会出现很大的偏差。

然后开始微调角色脸上的颜色,这些色调你不仔细观察的话很难被察觉到,但如果没有我们的大脑会感觉这个皮肤很假,重要的颜色变化必须要有,例如脸颊的红色、额头的黄色、下半部分脸的灰色渐变,眼底的紫色绿色的渐变,鼻子两边的轻微灰色调等等。在这一步我加上了眉毛,这样对整个脸部的颜色构成就有一个很好的把握。

这张图是把这些颜色调到一个比较夸张的程度,方便大家辨识。在这一步暂时放下了漫反射贴图,开始制作其他贴图。

次表面材质是首要考虑的,我们用引擎的次表面着色器实现,我们定义了十个单位左右的大半径,但透明度只有0.2左右的参数组合。这个设置能让我们有一个比较舒适的半径为2的初始值,像耳朵、鼻子等需要较强次表面效果的区域就调高这个数值。

接下来开始调整粗糙度和高光贴图,在左边的高光贴图提供了很多自然无序的信息,这张图的对比度被降低过,提供了很多环境高光的变化,对最终实现视觉效果所起的作用很微妙,大部分情况明度被控制在0.35左右。

我们用一张粗糙度贴图提供框架性的信息,确保鼻子和嘴唇部分是更加光滑的,眉毛部分是相对粗糙。把这两张贴图组合在一起就能实现想要的,拥有各种细微变化的脸部皮肤材质,同时保证粗糙度贴图在一个很大的范围内都是正确的。

我们的粗糙度贴图也很简单,这张贴图在所有人类角色上通常保持一致,我们用软底刷定义不同脸部的粗糙度信息,这些具体的参数我们持续用了很久,我们也叠加了一层凹面贴图减少毛孔和皱纹处的粗糙度。

这是我使用的粗糙度贴图,通常是浅灰色为主,外加模糊渐变,图中白色的点通过法线合成功能,合成了法线贴图和粗糙度贴图合成的,法线贴图是一个功能,用于加上远处模型的特意粗糙度,扩大了高光的范围,但融合了高光的强度,让角色模型在较远处也有一个很好的视觉效果。

在粗糙度贴图完成以后我们再增加高光贴图,这张图有更多的照点和随机变化,用于重现现实生活中丰富的高光变化。皮肤上的油渍和灰尘等细节都会造成高光变化,这张图的对比度比较低,通常0.35左右取值。

这个是高光贴图,增加了对比度,这样大家看起来会更加清楚一点。

到目前为止,我们有一个不错的基础皮肤,像这样的女性角色我们就可以开始增加各种化妆细节,她的背景是一个独住在深山里面的邪恶巫师,涂着浓妆,所以我的建议就是参考真实的照片,好在网络上有丰富的化妆教程和趋势的介绍,这也是女性经常讨论如何改进和创新的话题。很多她们讨论的方法都能直接使用到画贴图的过程中。

目前为止角色制作工作已经被分成了一系列的小步骤,通过这个流程我们能持续的调整参数来产生最高质量的产品。这个流程也提供了很高的柔韧性,我们的贴图组来自四个国家的艺术家组成,通过这些设置我们能高效简洁的一起合作出大量游戏角色。