使用虛幻引擎為《Season》打造卡通渲染效果
2020年的 Game Awards中，Scavengers Studio尚待發(fā)布的游戲《Season》一經亮相，就憑借其美術設計收獲了大量積極反饋,。制作團隊希望為玩家創(chuàng)造一個富有魅力的暖調世界，讓玩家騎著自行車去探索美麗的風景,，揭開隱藏在表面之下的秘密。游戲的美術設計發(fā)揮著關鍵作用,，它將迎接玩家記錄《Season》中的低語,，因為這個世界已注定會被毀滅。
《Season》的美術設計從插畫家,、油畫家和自然光攝影師那里汲取了靈感,。制作團隊用來描繪現(xiàn)實的極簡主義手法類似于早期日本浮世繪畫家和Norman Wilkinson等20世紀中期的海報藝術家,。這種剔除細節(jié)而非增加細節(jié)的簡化思維方式,，成為團隊在開發(fā)整體外觀時牢記在心的準則。你會注意到,，《Season》的美術風格靈感源自2D,，而制作團隊將這種風格完美的融入到了3D場景中。
這就引出了一個問題：如何在3D空間中創(chuàng)造2D美術風格,？
為了找出答案,，來自三名美術師和開發(fā)者：負責角色和技術美術的Felix Arsenault（Feu）、環(huán)境美術師Geneviève Bachand以及3D程序員Irwin Chiu Hau為我們揭秘了游戲的制作,。
3D場景最初由虛幻引擎提供的工具搭建,。不可否認，團隊中的一些美術師在開始使用虛幻引擎時并沒有感覺非常順手,。但他們還是對藍圖和基于節(jié)點的工具贊賞有加,，這些工具易于上手，簡化了他們的學習過程,。Felix說：“虛幻引擎包含了操作便捷的優(yōu)秀工具,，地形、植被和自動細節(jié)層次（LOD）等工具尤其有用,?！?/p>
團隊需要靈活地創(chuàng)造和迭代自定義工具，將繪制的美術設計外觀轉移到可探索的3D世界中,?！耙驗橐磺卸际腔诠?jié)點的，我們可以通過可視化編程節(jié)點快速制作工具并自定義著色器，并且不需要傳統(tǒng)的編程背景,?！盕elix說。制作團隊的美術師參考了其他引擎中對應的節(jié)點型功能,，但發(fā)現(xiàn)它們都不如虛幻引擎優(yōu)秀,。
Geneviève解釋說：“虛幻引擎的功能允許我們自由創(chuàng)作，使我們能夠專注于遵循美術設計,。在虛幻引擎功能的幫助下,，我們構建了自定義著色器來實現(xiàn)《Season》的特定外觀，而不是被迫只使用引擎中的現(xiàn)有內容,?！碧摶靡嬷械膭?chuàng)作靈活性賦予了團隊自由，F(xiàn)elix補充說：“作為美術師,，我認為,，我們不可能在其他引擎中做到這一點?！?/p>
《Season》團隊依靠迭代各種游戲功能,，探索完美展現(xiàn)這種氛圍的方法，即使美術方面也不例外,。虛幻引擎的靈活性允許我們將各種工具與其他現(xiàn)有功能搭配使用,，這使得美術師能夠進行實驗，并根據需要添加新功能,。
《Season》的美術迭代是基于這樣的想法：剔除細節(jié),，捕捉世界的美。然而,，虛幻引擎的光照和陰影解決方案旨在使用基于物理的渲染（PBR）和光線追蹤等功能,，保留真實度和細節(jié)。
虛幻引擎或虛幻商城中的后期處理解決方案并未提供團隊想要的功能或外觀,，所以他們必須為此展開一些額外的工作,。
為了匹配美術設計所追求的有限細節(jié)層次，團隊決定重點了解傳統(tǒng)繪畫中如何運用局部色彩,，以及數字繪畫家如何模仿這些技法,。來自Artifact5的Mohannad Al-Khatib和Ramy Daghstani為制作團隊創(chuàng)建了一個著色器，專門按照插畫技法中的方式使用反射率（或局部色彩）,。
首先要選擇反射率,，也就是畫家所說的每種材質的局部顏色，然后選擇與各類物體關聯(lián)的陰影色調,。著色器會自動取得陰影色調的顏色與反射率的顏色,，并計算出最終的陰影顏色,。接下來，虛幻引擎會根據光線的入射角判斷,，是選擇陰影顏色還是反射率,。
著色器會使用顏色和陰影的錯覺來重現(xiàn)插畫作品的深度和紋理。用Mohannad的話來說,，通過創(chuàng)建這樣的著色器,，在“讓美術師控制”和“讓引擎完成大部分工作”這兩種選擇之間找到了平衡點。使用虛幻引擎,，美術師可以簡單地公開特定參數,，通過對參數的修改來控制最終結果。在材質節(jié)點編輯器中,，一切都是可單獨編輯的,，如此一來，團隊就能夠制作并完善主材質,，并將它們連接至自定義工具了,。
但這種美術設計也讓團隊遇到了一個技術問題。如果一切都可單獨編輯,，就很難使用全局光照統(tǒng)一各個區(qū)域,。因為每個物體都具有特定的陰影色調顏色和反射率顏色，它可以包含一個紋理顏色,，這使得在不同的光照場景下,，整個紋理很難有一致的陰影顏色,。這就是說如果游戲中的天色發(fā)生改變,，我們必須單獨編輯所有這些物體，才能反映出變化,。如果清晨的金色陽光灑在游戲中的所有物體上,，需要逐個更改它們，才能反射正午清爽的藍色光線,。這讓團隊得到了一個美麗的靜態(tài)場景,，物體展示著各不相同的外觀，但它們不能有不同的顏色或對比度,。
因此團隊修改了美術設計,，創(chuàng)建更容易建模的場景，展現(xiàn)物換星移,，能夠在高地和生物群區(qū)等位置間輪換,。這迫使我們重新拾起虛幻引擎的PBR模型，但還需要對其做一些調整,。如此一來,，團隊就能接收到基于入射光線的“真實”照明,，這意味著光線將始終來自于某個自然光源，例如天空或閃爍的燭火,。獲得這種光照之后,，團隊會確定亮度閾值或入射角閾值，根據光源顏色計算每個圖像像素的陰影顏色,。
卡通著色器專門用于改變材質中的顏色,，而全新的美術設計則專注于使用光照的變化營造更美麗的場景。例如,，如果想在場景中提升對比度,，可以增強直射的陽光，移除天空中柔和的光照,，從而形成一股來自太陽的直射強光,。如果想進一步控制對比度，可以使用后期處理工具,。
新制定的光照決策引出了一項新特色：轉向使用天空球體的靜態(tài)光照,。天空光照與光源類似，根據來自天空的光線,，使整個場景的卡通渲染保持一致,。天空光照產生的光線和陰影顏色將投射在場景中的所有物體上。此外團隊還有一些設置項,，可為天空設定一種基調,，為場景的整體氛圍添加一種色調。例如,，在安全而熟悉的地方,，天空光照將為所有資產投下暖色調的光線。
現(xiàn)在,，所有的光照都包含了接近于次表面散射的效果,，光線將被物體吸收或反射，營造光線發(fā)散的效果,。想想在晴朗的夏日,，光線透過樹葉，被綠葉吸收,，使它們顯得更加閃耀,。另一個例子是，白色路面上的陽光反射進你的眼中,，眩光讓人分不清方向,，但感覺溫暖。光照著色器是能量恒定的,，這意味著,，無論我們向場景中添加多少光線,，它始終會保持一致。而如果為同一物體添加兩處光源,，它的亮度就會變成兩倍,。這些寫實的瞬間激發(fā)了《Season》中光照設計的改變，創(chuàng)造出玩家更熟悉的世界,。
Look Dev Manager
另一個障礙是,，當團隊得到著色器并開始構建材質和各種自定義工具時，這些工具不夠自動化,，缺乏易用性,。著色器最初就有許多可用的功能，但它們全都散布在多個關卡中,，需要手動執(zhí)行,。
最終團隊使用的解決方案是創(chuàng)建“Look Dev Manager”。Felix解釋說：“這是一個基于藍圖的工具,，如果沒有可視化編程,，我永遠無法制作出來?！边@是一個簡單的拖放工具,，可以在游戲的任何關卡中使用。它能夠連接和控制所有自定義著色器,、后期處理和工具等美術師所必需的功能,，并將它們緊密地封裝在一個位置。
它還能與虛幻引擎的光照場景相結合,，允許設計者加載和卸載影響光照,、云、天空盒,、霧和陰影等一切與氛圍和意境相關的光照場景子關卡,。
它包含多種功能，易于維護,。它可以靈活地刪除或添加我們想要的任何功能，而且對藝術家來說,，創(chuàng)建和使用都很容易,。
接下來，讓我們來深入挖掘Look Dev Manager中內置的一些功能,。所有功能都是通過可視化編程實現(xiàn)的,。
關鍵幀序列
為了控制一天中不同時間的光照，制作團隊在Look Dev Manager中使用了一個關卡序列管理器,，它可以控制一天中太陽顏色和位置的變化,。關卡序列管理器控制著太陽轉移時間和位置的關鍵幀,，隨著時間和關鍵幀編號的向前推移，一天也將過去,。所有的自然光照都是連接在一起的,，可在代表當天時間的關鍵幀內進行控制。
我們也可以使用光照動畫來混合不同的時間和天氣系統(tǒng),，從而在兩個不同的光照場景之間實現(xiàn)平滑過渡,。
《Season》的氛圍和環(huán)境
《Season》團隊面臨的另一個挑戰(zhàn)就是為游戲創(chuàng)造氛圍和環(huán)境。如果玩家望向山丘,，與周圍環(huán)境的大氣相比,，他們將如何感知天空的顏色和紋理？
通過一層累加的大氣看到遠處的地形,，它染上了天空的顏色,。團隊通過研究畫中的地形，模擬畫家如何使用色彩在云端,、地形以及一切其他物體之上創(chuàng)造一層大氣,。
露天派畫家的作品成為了調配大氣的重要參考。他們傾向于將陰影中的信息分組,，比起明亮區(qū)域,，陰影中的細節(jié)會被果斷地舍棄，保留更高級別的細節(jié)層次和紋理,。
盡管虛幻引擎中默認提供了很好的大氣和霧工具,，但它們無法表現(xiàn)出制作團隊想要的行為，并且在很大程度上,，會受虛幻引擎默認使用的各種光照系統(tǒng)影響,。團隊需要更簡單、更靈活的解決方案來實現(xiàn)插畫風格外觀,。幸運的是,，開始使用可視化編程迭代和開發(fā)替代方案并不困難。
因此制作團隊轉而采用數字繪畫家的一種方法,，來重現(xiàn)傳統(tǒng)畫家的這種大氣透視,。為了控制游戲的氛圍，制作團隊最終使用了定向光源（太陽/月亮）,、自然天空光照,、天空大氣和霧。
“我最終創(chuàng)建了兩種類型的后期處理：大氣透視后期處理,，以及基于高度的霧后期處理,。”Felix說,。
自定義大氣透視后期處理是基于距離的,，此外,，它還采用了一種增亮和濾光系統(tǒng)來控制霧的行為。這為美術師提供了各種參數來定制和控制場景氛圍,。另一方面,，自定義的基于高度的霧后期處理提供了多種混合模式可供選擇，并支持基于紋理的風,，這幫助團隊實現(xiàn)定制風并為它制作動畫,。
同樣，這些都被排除在大多數默認的自動化系統(tǒng)之外,，美術師們可以自由地使用它們,。
這些后期處理是可疊加、可混合的,，可以在Look Dev Manager內部或外部使用,，制作團隊可以使用它們的多個版本相互疊加，以達到預期的結果,。有了這兩種類型的大氣后期處理,，團隊就可以實現(xiàn)足夠的深度和準確度，滿足為游戲渲染心境和氣氛的需要,。
團隊正在嘗試盡可能地保持Look Dev Manager的靈活性,，并將它模塊化，這也確保了各個功能的靈活性和模塊化,。
上述內容只是《Season》目前開發(fā)工作的一瞥,。隨著時間的推移，這些自定義工具在不斷地誕生和完善,。它們幫助游戲開發(fā)者創(chuàng)造了從未見過的氛圍和環(huán)境,，拓展了電子游戲美術設計的極限。
打印本文
關閉窗口