街头霸王5 用擅长照片真实渲染的虚幻4引擎实现自己的非真实视觉

发表于2016-04-05
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  前作的墨绘的美术风格引出话题的【街霸】系列,可以说是Capcom的游戏中很讲究视觉的游戏之一。本作中也继承了这个传统,在UE4中彻底的研究【街头霸王的绘制是什么】。

 

 

反复试行错误制作出的Capcom的传统的画面制作

  【用次世代的画面制作这款作品】,艺术总监龜井敏征以此为目标,不是真实或非真实,而是要在现金确立【Capcom风格,街头霸王的风格】,"使用设定画来表现世界观,从过去用详细的像素画来表现开始,Capcom就是以“画面”为卖点的公司。在3D全盛的现在很难作出视觉的差别化,渗透到以前的Capcom特有的印象,进行改造"。隆的角色模型重做了5次,有游戏引擎上反复的进行试行错误来构,筑,完成了本作的有着油彩/墨/Tone/真实的各种要素的独特的非照片真实视觉。

 

  这次开发环境的最大特征,是通用游戏引擎Unreal Engine 4 (UE4)的采用,UE4准备了大量充分利用GPU开发照片真实视觉的高级功能,反过来说,物理法则以外的表现,对构造非照片真实视觉不通融的缺陷很多。本作中,不仅是依赖材质的Shader,通过物体对象级的夸张轮廓,Texture的制作,强烈间接光照意识的光照,丰富的后处理等没有破绽的组合,构筑了自己独特的外观。

 

  而采用UE4后,工作流方面成为了一个特大的优点。发包和接外包双方是相同的环境,游戏内配置的资源的交换也是可以的。还有就是很多外包方也在学习UE4,不需要太多的学习成本。通过本作的登场,UE4能实现的新的视觉示例也会广为传播。

 

不是真实风格也不是动画风格,街霸的画面制作

  在设定图和像素画世代,面力的魅力可以说是Capcom的特征。来看看追求不是真实也不是动画的【街头霸王风格画面】极限的过程。

 

以新的画面制作为目标的概念艺术

  之前的系列是在继承基本的外观的看法的同时,用实时CG制作新的“真正的街头霸王”,因此绘制的是最初的概念艺术。【真实】【动画】【油彩】【3DCG】这些全部要素都稍微加入,特别是感受【光照的表现】【空气的远近感】的视觉的摸索。还有,角色环绕的【气】,特别作为【气迹】来定义,在表现方面一开始就作为最大的比重来处置。


 

UE4上角色视觉的变迁

  在初期阶段,不光是感念艺术的印象的再现,在UE4进行各种外观的检讨。混合细节的真实系角色CG那样的类型,动画CG风格,其中也制作了极具照片真实风格的隆。在研究用UE4制作非照片真实方向的视觉中,光照占了很大的比重,负责光照指导的藍原氏參加近來,一口气出了接近最終效果的视觉。

 

 

 

用光照來制作的最终视觉

  在UE4上研究光照而完成的,就是本作的【街头霸王风格的画面】。间接光的表现上,一边通过曾经在在Pixar担任艺术总监的堤大介氏(玩具总动员3)描绘光透视的气氛感的印象画,一边用UE4的各种光源来制作。虽然角色外观是是非常重要的一个主题,不过PS4世代的画面制作不能太追究模型单体的Shader,而是要与背景和光照一同工作才能实现。特别是使用了UE4的延迟光照的本作,在材质方面做的太多会产生破绽,所以不是Shader,而是通过光照和后处理制作非真实的外观。

 

 

 

 

 

同时支持品质与物量的工作流的构筑(角色篇)

  如何有效率的量产高品质的角色外观? 本作中考虑的,并不是莽撞直接手动去制作,而是怎么样现实的工时来实现的方法。

 

角色和“规则书”的制作

  本作在角色制作的初期,在Capcom内部,把这个变化模型设定为外包用的工作流程,通过这个流程来优化开发效率(外包的资源不需要修改),把这个流程总结为Content Creation Guide(CCG)的配置书,追加适当的修正来使用。CCG里不光有多边形数和Texture的配置,还有例如素体的拓扑保持,多边形重复部分的消除,保持UV和UV之间必要的间隔,记载了各种细节的规则,关于角色方面最终有有80多页。图A是隆的模型,在UE4上加入质感的状态,图B是Maya上的Knee Shot的Mesh显示,本作的角色模型都是8万三角面以内。图C是Maya上上半身截图,图D是角色相关的CCG。

 

 

用Zbrush制作高度细节

  因为需要生成Normal Map,模型需要使用Zbrush制作高细节模型。图B是UE4里的显示,可以看到使用了ZBrush里制作的细节。角色使用的Texture,全部是4,096X4,096尺寸制作的,只有NormalMap是直接使用了,另外还有1/2大小和1/4大小。这里也可以看到,这时制作的细节在最终视觉上也表现了出来。

 

 

角色使用的Texture细节

  Texture方面,通用的是下面画像的5张。因为细致的分别使用了每个通道,在完成结果上起到了更多的作用。图A是Color Map(RGB+Alpha),图B是Color Mask Map,使用它RGB把Texture划分区域来制作颜色变化。图C是Normal Map。图D是SRMA Map,在RGB和Alpha分别保存Specular,Fresnel,Metallic,Ambient Occlusion。图E是SSS Map,指示Subsurface Scattering颜色的贴图,RGB来指定透明的颜色,Alpha通道是强度。本作的Texture中,Normal Map对最终外观的贡献很大,在下面做解说。

 

 

角色外观的核心与格斗游戏风格的Rig构造

  关于油彩笔触的实现方法,以及UE4通过光照来调整外观的介绍。基于这个加入最适合格斗游戏的Rig,本作的角色就完成了。

 

用Normal Map实现油彩笔触的方法

  虽然想使用NormalMap实现油彩笔触的方法,但通常生成的Normal Map只有紫色(R+B),加上Fitler也不会有变化。这里,使用Texture的Bake工具xNormal,把法线贴图从切线空间变化为物体对象空间(Tangent->Object),对画像做加工后,就可以使角色使用产生像油彩一样的笔触。顺序是,图A那样,把正常的法线贴图转换到物体对象空间,在空白的地方加上物体对象的基本颜色后,使用Photoshop的插件Snap Art 4来增加笔触,用比较合适的方式进行混合。衣服部分用比较强的笔触,皮肤是中等的,面部是较弱的笔触。再转回到切线空间就完成了。图B是Normal Map转化前后的比较。因为在Normal Map里加入了笔触,可以看到印象有了很大的改变。

 

 

光照完成的角色外观

  正确的光照顺序是,先进行背景光照,然后这里从角色光照开始解说。因为本作使用的是UE4的延迟光照(正确来说是Deferred Shading),背景和角色无法分别的进行光照。像图B那样设置Stationary Light的范围(译注:Stationary 是UE4里的光源的一种移动性,除了作为静态光源生成光照贴图外和间接光照Cache外,还可以对Runtime的移动物体产生直接光照效果,这里因为使用Enlighten,让Stationary Light也有实时的间接光照),通过各种方法来调整间接光照,在游戏时更容易识别背景,和漂亮有可玩性的角色视觉。另外,间接光的调整是两个阶段的,分别在图C里展示。顺序是没有间接光的状态->加上了使用Indirect Lighting Cache把烘培背景的Static Light烘培为间接光的状态->使用Enlighten实时的补充夸张的间接光。只使用Indirect Lighting Cache也可以进行强弱的调整,但使用Enlighten不需要build Lighting也可以进行确认。从方便反复尝试的观点看,采用了这个流程。基本上,Stationary Light的间接光效果是只能用Enlighten才带的,实在无法覆盖的部分用Indirect Lighting Cache也可以反映效果。

 

 

角色Rig构造

  骨骼数和Rig的构造,也在角色CCG里进行了详细的定义,骨骼是素体合计274+根。身体(包含helper)95根,面部93跟,手(包含helper)66+20根。这里衣服等的物理用的有70~200根。连手指和脚趾都制作细节的骨骼,是格斗游戏才有的要点。基于这个Rig,共通的动作有100个左右,角色独特的动作分别是150~200个的程度。还有关于动画的外包,因为和外包方进行感觉的共通认识很重要,并没有找海外的公司。图A是角色全体Rig的显示,图B是面部Rig,图C是手指Rig,图D是脚后跟的Rig,图E是脚趾的Rig。

 


激活角色的场景视觉

  场景制作和角色一样,准备了CCG来追求高效率的工作流。Capcom内部制作了详细的设计的基础部分,实现了品质和开发效率的提升。

 

场景视觉的工作流构筑

  背景制作的细微配置也被总结到CCG中来制作。l另外,每个场景要也进行战斗以外的展示,把进行演示的部分划分出来制作规划图,指定出哪里空出,哪里制作等决定这类指示的全场景制作的风格指导书。然后构筑以环境指导柴崎氏为中心,粗糙的模型(灰盒)在Capcom内制作,细节进行外包的工作流程。和以前的模型和Texture的制作在DCC阶段完成不同,都是使用UE4,可以在接近真机输出的状态进行组装,大幅的提升了开发效率。图A是概念设计,图B是场景基本的CCG,图C是Capcom内用灰盒制作的关卡,图D是细节完成的场景模型。

 

 

场景模型和Texture的配置

  1个场景整体的多边形数,被设计为大概50万三角形的限制。Texture是2048x2048的Texture 58张左右,最大的尺寸是4096X4096。Texture的种类比角色要少,近景是Color和Normal和SRMA,远景是合并起来绘制来节省Normal和SRMA,Shader的设定也变得轻量。阴影基本上是烘培的LightMap来表现,LightMap使用的UV一般是在UE4上展开的。但是,这样并不能有理想的UV布局,所以这里是用Maya来展开UV。图A是Maya上中国场景的完成状况,图B是场景使用的Texture一览,图C是完成的中国场景。

 

 

场景制作使用的辅助工具

  场景制作,除了Maya和Photoshop等主要工具外,还有作为Photoshop插件来运作的3D绘制工具Quixel Suites,以及雕刻和3D绘制工具3D-Coat。图A是Quixd Suits的制作画面。通过在这来绘制,因为可以选择丰富的预设来自动的生成Texture,在制作Texture的基本素材时被使用。图B是3D-Coat的制作画面。它不仅是雕刻软件,还可以作为3D绘图团建来使用。增加Normal Map的细节,还有对Quixel Suits中制作的素材修改和编辑等,在3D-Coat进行Texture的完成工作。但是,因为在UE4上因为光照不同,这里的外观也会丢失,还是需要在UE4上进行调整。

 


在UE4中刻苦钻研得来的最终视觉

  资源制作阶段和最终的完成有很大的距离。通过UE4上的光照和运动物体的设定,以及后处理的增加,使得外观有着戏剧性的提升。

 

展示场景特征的特殊背景表演

  可以说,画面后面的观战者喧哗热闹的场景,也是街头霸王系列的战斗场景的特征。本作继承了这个特征,在各个场景进行了各种演出。其中,图A的瀑布的表现是展现视觉特征的场景。这里是把光源作为材质使用UV Scroll来加入,进行模拟水面焦散的表现(Light Function)。这个效果的扩大图就是图C。还有,事件等的特殊表演,因为加入了物体的破坏,使用蓝图(Blueprint)来控制。除此之外,观战的人和动物等运动物体的配置,也是分别用蓝图控制。在战斗后进行什么样的演出呢,不仅仅是激烈战斗,也关注下背景吧。

 

 

光照给予游戏作用的背景视觉

  本作的视觉是在UE4上通过各种的光源调整完成的。这里基本的光照,首先是Fog,Sky Light,Static Light的设定(图A)。Fog是最先设置,是因为被SkyLight捕捉影响光照。游戏里使用的光源,基本上是Lightmass中Bake和作为LightMap烘培的光源,关于运动的物体对象是用另外的光源进行(考虑Indirect Lighting Cache的影响力)。之后,经过角色光源,SSAO和后述的MULTI COLOR GRADING以及Post Filter处理,完成最终的外观。图B完成的是中国的场景全景,图C是巴西的场景。每个场景都是采取国旗和国家的印象色来进行色彩设计,从颜色和那个国家的相似度,要做到潜移默化传达那样的表现。

 

 

游戏成立所需的后处理调整

  Post Filter就像前述那样增加各种的效果,其中MULTI COLOR GRADING为作为格斗游戏的本作的爽快感发挥着效果。这个MULTI COLOR GRADING,并不是通常的画面整体的颜色修正,而是通过画面的前后,左右的深度和位置关系,分别进行颜色范围的调整,使得角色和背景差别化,让玩家角色更加容易识别。这个考虑的基本,是以前像素画风格的街头霸王系列(本作参考的是【街霸ZERO】)的对战时的色彩设计,把角色做的鲜艳,而背景按缩小色彩范围减少颜色数的来调整,分别对各个场景的颜色风格的调整。具体的,基于当前场景捕捉的护面制作成LUTTexture在UE4中读取,按前后左右4个领域分别的调整(图A)。图B是使用MULTI COLOR GRADING前后的对比,这个场景中,对深处实施了强烈的GRADING而提高了角色的视认性。

 

 

日文原文取自CGWorld2016年4月号

 

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