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    合金装备4：爱国者之枪　　2008年6月12日，PS3游戏《合金装备4：爱国者之枪》在全球同时发售。通过期待已久的全球玩家之手，究极潜入的任务正在世界各地进行。毫无疑问，玩家们已经被这款精彩游戏强大的游戏性迷住了。　　该游戏制作人，巨匠小岛秀夫监督耗时3年半时间完成了这部《MGS4》。此作品在有21年历史的《合金装备》系列中，被称为剧本、游戏性、真实性等各方面的最高杰作。在这之中，世界一流的画面表现，使玩家有一种的确是被送到了战场上的临场感和紧迫感。



    　　《合金装备》系列由KONAMI小岛秀夫组开发制作。此前，小岛秀夫开发组已经给我们带来了风靡全球的的游戏《星域毁灭者》和《我们的太阳》。该小组有三位核心成员小岛秀夫、新川洋司、村田周阳。下面还有很多担任企划、设计、脚本、音乐的团队。　　MGS4开发中，约有100名工作人员参与3D内容的制作。在繁忙的时期会加入额外的员工，到开发的最终阶段，有180人在从事项目的研发。在程序开发接近尾声时，也有超过40名程序员在为MGS4项目工作，参与游戏所需的联机兼容性方面的开发。以参与研发的团队规模之巨和3年半的研发耗时而论，MGS不愧为一部真正的巨作。　　在有世界顶峰图像之称的MGS4开场现场中主要使用的工具就是SOFTIMAGE|XSI。项目开发完成后，临近游戏发售日的时候，我们采访了小岛秀夫的游戏开发团队。在这次专访中，我们非常有幸能够与来自开发团队的主要人员包括人物设计、场景设计、机械设计、即时动画、程序设计进行面对面的交流。从中我们得悉了非常有意义的信息，本文也从这几方面进行该游戏开发制作过程的全方位报道。来自一张简单的故事板　　《合金装备4》在2005年的东京游戏展上首次展出了游戏预告片段。游戏预告片一开始，我们的主角Snake身处于废墟之中，由一张故事画板开始，整个游戏开发计划正式启动。从那开始的4个月后，精彩绝伦的10分钟预告在当时给全世界的玩家都留下了深刻的印象。　　这段高品质视频即为游戏即时动画，充分展现PS3的强大功能，给当时的观众留下了极具视觉感的冲击。为了使游戏在实际运行中不产生画面质量缩水的情况，开发团队努力在画面数据的输入和输出之间达到一个适度的平衡。在项目的初始阶段，他们对PS3的系统环境完全是处于摸索阶段，毕竟这是没有先例可循的。项目所需的数据量也是前所未见的大。《合金装备》的艺术方向

    　　诸如该系列之前的游戏一样，新川洋司担任《合金装备4》的艺术总监，负责项目中所有人物设计与机械设计的设计。在这款游戏中，最重要需要考虑的是设计思想是否能够使角色融入到整个游戏中去。而不是考虑究竟是通过夸张的还是传统的设计风格来表现。　　新川先生的设计成功之处，在于从通过一直笔画草图开始。由此而成的即是一个由黑白线条所组成极具他自己个人风格的游戏人物形象。然后，使用了非常多另类的手法用黑白线条的层次感来表现人物的体格特征。极具真实感的原画使之转换成3D形象成为可能，如果设计初稿过于复杂的话，那么之后的3D建模就有可能非常困难。　　就这样，开发团队成员从原画中能够得到一个更为具体的形象，有助于他们在XSI中的建模工作。对于机械与部分人物的建模工作，他们通过模型来获得了更为精确的3D数据，他们是使用calibration技术来得到3D数据。开发小组人员把这些数据输入XSI进行再编辑的工作。　　当然也可以通过3D扫描直接生成3D数据。但是因为扫描所需建模的数据需要进行大量的手动校准工作，开发小组最后放弃使用3D扫描方法。他们说：“用calibration技术可以减少校准的工作量，并且，使用这种方法也可以容易地将准确的图像数据输入到XSI中。关于calibration技术的开发流程会在下文会有更为详细的说明。　　在设计的过程中，色彩方面的设计皆由新川先生负责。在进行草图原画创作的时候，在脑中已经事先勾画出将来该人物的颜色基调例如发型所需要使用到的颜色。在该人物的所有细节都完成之后，作出最终的设计定稿，在颜色的选择上也会考虑在整体上达到一个极为和谐的视觉平衡。他重塑了在即时渲染中所使用的纹理质感,诸如材质色彩,金属色泽以及在实时阴影效果中显示出来的复杂图形。新川先生想要的材质图形由程序员使用实时着色器（real-time shader）一张接一张制作出来。有时候他会把在脑中构思好的光线着色效果的原型画出来，与程序员分享他的创意。　　许多该系列以前出现过的人物都会在MGS4中重返舞台，这点让那些铁杆玩家非常高兴。但是有一些人物是第一次以3D姿态登场，例如在MGS1中出现的娜奥米。为了不让该系列的铁杆玩家失望，开发小组成员竭尽全力创造出更具吸引力的3D人物形象。　　新川先生说：“初次开发合金装备系列的时候，我们就想制作出一款连我们自己也真的想玩的战争游戏。实际上该系列能够发展成现在这样一个拥有众多玩家的系列游戏，更多要感谢众多一直支持我们的游戏玩家。我们相信，MGS4将不会辜负这些铁杆的玩家的期待。但是就以现状来看，我们并没有就此满足，我们始终想在有限的精力内更努力地激发我们的创作灵感在未来能给玩家呈现一款更好的游戏。

    　　Yoji Shinkawa从原画到3D图像的设计流程角色的制作流程　　包括主要角色Snake在内大多数人物角色在主机上运行时都栩栩如生，而它们的多边形面数控制在大约5000到10000个多边形的数量级。此外，其它角色在游戏中和在宣传demo中多边形数量是一样的。这就意味着游戏画面与过场即时动画是无差别连接的，玩家的代入感会又很大的提高，体会角色所要表达的情感。

    　　如上所述，除了有非常多人物出现的场面，大多游戏实际操作画面和过关动画所出现人物形象都有着相同的多边形建构。与用于主机上直接运行的模型不同，高精度的模型可以直接生成法线贴图，诸如衣服的褶皱就是由从高精度模型中生成的法线贴图来表现的。　　骨骼绑定技术被用于创建人物角色的结构，使用了大约21个相互链接的骨骼，这些骨骼包含了动画数据，通过这些数据来实现骨骼的运动。还使用到一些辅助性的骨骼来辅助实现诸如膝盖、手肘、腿和胳膊的弯曲动作。这些辅助性骨骼的运动不是按照动画数据来的，它们与骨骼的基本连接点的值想联系，这些值根据动画数据改变而改变。

    　　这些开发规格不单单被使用在XSI上，在主机上运行时也同样适用。通过从XSI输出辅助型骨骼定义文件，开发小组成员可以非常简单地在主机上实现相同的操作。由于辅助型骨骼本身并不包含动作数据，因此数据的大小可以控制在一个非常小的水平。而且，如果辅助型骨骼需要增加或者删除的话，仅仅通过改变模型的数据就可以达到操作，而不需要再重新改写整个动作数据。Gator: 不可或缺的功能

    　　为了保证高质量的游戏开发，繁复的修正工作是无法避免的。为了解决这个问题，开发团队在进行角色的塑造开发流程中，经常会用到Gator这个功能。他们有时需要从一个特定模型中只提取一个特征，或者使用过去的模型中的某个特征，有时候一些复杂的UV信息在制作完成后就被丢弃了。当需要重新使用这些被丢弃的但是曾经煞费苦心建立的UV信息时，Gator可以起到重要作用。即时多边形的数量会有所不同，但是这些信息也可以重新使用在模型上得到相似的形状。　　再举一个例子，为高模做UV展开会涉及到大量的工作。用Gator这个功能就可以大大减少工作量。你甚至可以直接多边形数量完全不同的低模的UV信息转换成高模的。UV信息会在转换之前插入。在MGS4中，主角Snake的一共有10款换装，包括伪装和礼服。开发小组只需通过Gator上的一个按钮就即可瞬间转换角色已经事先设定好的服装信息。而不需要采取传统的服装设定一一制作的模式。　　顺便说一句，开发小组提到，在游戏完成的前一个月，他们开始着手Assassin's Solid的开发工作，这是育碧的《刺客信条》与《合金装备4》的合作项目。显然，对于已经在MGS4项目开发的最后阶段来引入这样一个新颖的想法，在开发进度上的安排会显得稍微困难了点。但是巧合的是，阿尔塔和Snaka身处两个游戏的两个主角在身体结构上有着非常相似的肢体长度与体格。　　因此，开发小组可以使用Gator功能来把Snake的结构使用到阿尔塔的模型上。由于他们有效使用Gator功能，使他们能够在非常有限的时间里让阿尔塔出现在《合金装备4》的实际战斗画面中。这种打破游戏公司之间障碍的合作给公众留下了深刻的印象。也给玩家带来了很大好处。　　使用Gator进行有效操作设置的视频

    　　这个视频是XSI的Gator功能演示，通过Gator我们可以看到Snaka换装成Altair会变得非常容易。阿尔塔的建模非常准确，其模型数据被认为几乎就是是育碧自己制作的。这个生动的操作视频，展示了如何进行有效和合理的设置。令人惊讶的面部动画

    　　《合金装备4》中世界级的面部表情动画是其主要的特点之一，那么开发小组是如何塑造出如此具有真实感的面部表情呢？　　在这个开发阶段使用了口型捕捉的动画制作方法，这减轻工作负担，MSG系列使用了音频分析动画工具。举个例子，MGS4中，英语与日语版的口型动作是使用了不同的音频分析动画软件来完成的。其它的面部表情的情感表现就需要通过手工制作动画来添加。大多数时候，面部表情与语音不会发生冲突，因此它们是可以保持同步的。　　由于这个项目是要全球同步发行的。当音频分析工作进行的时候，情绪化的面部表情（诸如生气和大笑）动画组建与相应的语音部分需要按照每一种语言分别设置各自独立参数。这些参数作为动作被调用。制作团队说，尽骨骼旋转和运动的参数是可以建立的，但这会将使操作过于复杂，在人物变装的时候将很难预测骨骼的变化。换句话说，使用骨骼控制来进行面部表情动画的制作将会遇到两大问题：一是设计师的操作不够直观对于设计师来说直接活动的制作将会变得困难；二使用骨骼绑定的方法制作发音与面部表情动作很困难。　　另一方面，形变动画（shape animation模型绑定骨骼发生形变的动画）在制作线性差值动画（linear interpolation animation）上有其局限性，这时用生成语音参数的方法制作面部表情就会比较容易。不过对于设计师来说最大的好处恐怕还是可以直接可以看到动画的运动效果。　　由于这些原因，在这个项目中开发团队在对模型生成的参数进行操作输出骨骼动画的效果。

    　　该体系允许使用语音分析的自动动画生成技术（自动生成嘴，舌头和喉部活动的动画）与手工添加的角色表情动画共存。在这个FLASH演示中我们可以看到如何通过操作设置来制作流畅的肌肉运动动画。

    　　1、 低模与形变动画（shape animation）的绑定　　2、 骨骼顶端固定　　3、 用模型网格包裹这些骨骼　　4、 切线色块　　5、 OpenGL 演示（褶皱等细节也可以用法线贴图表现）　　制作团队使用大量不同的参数组合制作出变化繁多的丰富表情。

    　　Expressions, phonemes, eyes (and eyebrows) and shader wrinkle animation can be selected using the tabs.　　令人惊喜的是，制作小组为这些操作设置开发了一套工具，可以实现一些高级控制。在这套系统里他们准备了面部模型数据利用工具来自动确认骨骼的最佳定位。这套工具可以获取包括表现大笑和生气等表情的已有参数。为了执行这些面部表情的自动操作，就需要首先确保面部数据的拓扑结构信息（布线信息）保持统一。设置可以完全按照规则自动进行。由此，设计师可以对所有因环境结构而需要的表情动画进行非常完美的微调。

    　　工作人员也用一个工具来控制眼球和眼球周围肌肉的运动。因为眼睛周围区域的控制也是通过形状和骨骼共同控制，当眼球进行活动时候，嘴巴周围的肌肉也会作出相应的活动。另外，即使眼睛周围边缘形状需要进行再编辑，也不会妨碍到眼球的光线折射和额头部分的表现。就是用了这些高超的开发技术创造出了一个个让玩家为止振奋难以忘怀的游戏人物。Ultimapper生成的高精度贴图　　漫反射贴图、法线贴图，入射光贴图等贴图组成的材质被使用在脸部模型上。在入射光贴图中，阴影的生成并不是根据光线和法线，而是也根据镜头的方位与法线。通过轮廓部分更加明亮,表现出更柔软的质感。　　令人惊讶的是，整个人物的材质贴图的尺寸被控制在512*512内，以控制数量用于VRAM中。对于次世代游戏平台来说，这样的解像度相对而言是比较低的。在项目开发初期阶段，由于本身在设计初期就考虑到PS3的游戏平台上，因此当时使用了更大的数据设置。　　但是经过了一段时间之后，开发小组对于是否真的需要用到那么大容量的数据作出了重新的考虑。结果就是，开发小组最后决定运用他们丰富的经验和高超的技术在低分辨率的情况下制作出高质量的画面。举个例子，制作身体的材质时，他们使用了两张完全对称的材质，在U通道中可以翻转拼合成一个整体。使用两张重复材质会使有一些失真，但是可以得到内存利用率翻倍的好处。

    　　对于法线贴图，512的尺寸也不是最好，开发团队就此把一个在Zbrush里编辑好的500000个多边形模型导入到XSI中去，用Utimapper生成法线贴图。佐佐木先生表示，为了在比较小的分辨率中得到最好的效果，必须改善高模的质量。他说如果在XSI中建模和分面的工作足够细致，就有可能在低分辨率情况下实现比较高的制作水平。　　为了保证到游戏完成之后通过Ultimapper所生成的贴图没有丢失数据的情况发生，因此当开发小组从自己的法线贴图编辑软件中把贴图导出的时候会格外小心。 那么开发小组成员又是如何来表现Snake脸上的皱纹的呢？他们使用了一种技术混合两张贴图，一张是有皱纹和一张是没有皱纹的两张贴图。他们用动画编辑的方式来进行把两张贴图的值混合到一个动画动作里，这会在之后的段落中进行描述。　　开发团队利用删除重复数据的技术，以便处理负载以保持游戏运行的平衡性。Snake在本作中与前几作相较有了较多的老龄化特征：以上工作都证明了开发小组在Snake的新形象上作出的非常大的努力和创新。XSI的cluster constraint功能：使创意得以成为现实　　当我们就XSI哪个功能给游戏开发带来最大的益处问佐佐木先生的时候，他却给了我们一个非常意想不到的答案。“XSI给我们带来的便利当然是很多，但是我发现cluster constraint 对于动画的制作上是非常便利。在面部表情雕刻中，他用了cluster constraint来修正骨骼绑定点位置。他的开发团队之后也用cluster constraint来进行场景的制作工作。　　为了尽量减少MGS4的开发工作，开发团队人员采用一种制作规范，在主机上运行是切线颜色只有在骨骼运动的时候才发生变化。如果只是把坐标固定，在动画中的人物动作可以更改，但是切线颜色并不会随之改变。换而言之，人物的身上的阴影表现不会随着环境变化而产生变化。为了解决这个问题上，开发小组使用cluster constraint来调整法线贴图和切线。这样，他们就可以输入准确的骨骼变量值来修正阴影。　　此外，人物身上衣服的飘动大多可以在游戏实际操作画面和过关动画中都表现得很好。然而，也会存在一些即时动画的场景需要更多的动作变化，那对于在主机上直接表现起来就较为困难了。在这些情况中，开发小组使用XSI’S Syflex来进行动画的模拟工作。主要的工作流程如下：　　1、运行Syflex来模拟衣服飘动的变化　　2、把缓存中的模拟效果转换成目标图形　　3、使用cluster constraint 来修正整个项目中骨骼点的参数，进行图形的控制工作　　4、为骨骼包裹可以在主机上运行的实际模特（这个概念和面部表情参数设置一样）　　这个控制方法的好处处在于如果模拟的结果有轻微的变形或缺损的，开发小组可以添加一个编辑阶段采用“二次形模式”来实现第二步骤。他们可以编辑顶点的运动形态，或者使游戏画面保持流畅。当然这些直观的修正是可以直接反映在控制台的数据中。　　佐佐木先生解说道：“Cluster constraint 几乎可以被用于所有的组件中，诸如顶点、多边形和边缘的控制。事实上，修正功能即便对与发现贴图和切线这种典型的XSI功能也是标准的操作。如果没有Cluster constraint强大的功能，许多脸部表情动作的创意和模拟骨骼运动的技术都没有办法实现。

    楼主 2015-06-30 10:13 回复

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