Epic李文磊:从80分到90分,游戏美术如何精品化?

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GameLook报道/画面是游戏留给玩家第一印象的东西,随着游戏业的发展,人们对游戏画面的要求越来越高。

在游戏精品化趋势下,对于游戏团队而言,该怎么样做出高品质的游戏美术、如何提高迭代效率呢?11月27日举行的Unreal Open Day线上大会上,Epic中国资深技术美术支持李文磊做了题为“从80分到90分——游戏美术如何精品化的思考”的演讲,并且从游戏画面的整体性、叙事性,以及游戏美术的流程、工具甚至是设计方面谈到了自己的经历与想法。

以下是完整的演讲内容:

大家好,我叫李文磊,是Eipc中国资深技术美术支持,今天分享的80后到90后title有点标题党,其实我想表达的是,如果给一个美术画面评分,80分如果是非常不错的分数,那么90分、90后就是非常优秀和卓越的分数,今天分享的内容就是,怎么样从一个不错的画面更上一层楼,也就是跟今天的副标题有关,是对于游戏美术如何精品化的思考。

因为工作的关系,我跑过很多的工作室、看过很多在开发或者已经发布的UE4产品,总的来说,这两年游戏品质的提升很大,但个人觉得还是有些忽略的东西,希望和大家分享,或者引起大家的讨论。

营造整体性

首先会被忽略的可能就是画面的整体性。

什么是整体性?就是画面作为为内容服务展现出来的所有形式上的一致性,形式包括构图、色调和尺度上的唯一性(这个稍后我还会做详细解释),还有画面内各个元素关系的连接,以及整个品质的一致性。

因为在电影和原画领域,它是在帧(frame)框架内设计的,基于这个frame会把所有元素往一起靠,但是由于游戏的摄像头是玩家操作的,有很大的不同点,所以我们如何在自由的摄像头之下把这个整体性表现出来,这是非常重要或者很有挑战性的地方。

就像我刚才所说,游戏的摄像头跟传统影视和原画不同,下面是几张UE5技术Demo的截图。

首先整体性来自于构图,就是我们如何在自由摄像头的情况下如何让镜头符合美术或者导演的需求。这个技术Demo里的一些摄像头,很多其实可以在玩家和导演视角之间、通过一些逻辑,让这个摄像头可以自然的匹配导演所需要看到的地方。比如这里的截图就符合九宫格的四个焦点,包括灯光这些,这是静态的。

在动态环境下,大家可以看到,我加了一些构图的线框,在运动当中,角色会在九宫格的四个点上左右穿梭,一般不会逃出这四个点。虽然这只是个过场动画,但在游戏当中,通过一些简单的逻辑,让玩家跑的特别快的时候可以让玩家在中间;慢慢缓下来的时候,玩家在左边或者右边三分之一处,这些都是非常容易实现的点。

我这里想表达的意思是,不管是交互还是脚本摄像头,都可以通过一个方式或者方向,从构图上让这个画面更加完整。

第二个营造完整性非常重要的点就是创造变化

我们这个世界没有两颗一模一样的草或者花,这种变化对我们关注的画面整体性而言,它的意义在于,在任何尺度下,画面会表现出视觉上的唯一性。

比如这里展示的从谷歌地图上的一些截图,在不同的尺度下,它的结构、颜色都展现出了一种唯一性。相对而言,在游戏或者CG当中,我们会用到重复的贴图、物件。在近距离小尺度下,这种变化是被绘制在贴图或材质上的。但在中尺度、大尺度下就很容易产生重复感,带来不自然的表现。

世界产生这种不同尺度下的千变万化,我认为主要原因是在不同尺度下有不同的因素存在,就是不同尺度下会有不同属性叠加到同一个物体上。比如说河边有一棵树,因为河边的水分很多,带来的属性就是这棵树郁郁葱葱。

然后这条河和这棵树作为整体处于某个山谷里,山谷是更大的尺度,由于受到阳光照射少,所以树需要长的很高才能得到阳光照射,所以这个尺度下,树就被赋予了长很高的属性。

更大的尺度上,比如说山在某个纬度是寒带,这时候树又被赋予了针叶的属性,所以三个尺度叠加的话,这棵树就是长得很高、郁郁葱葱,还是针叶类型的树。这就是不同尺度属性的叠加导致的千变万化,在不同尺度下,我们也能看到画面的唯一性。

为什么会有这种不同尺度上的因素存在?我个人做过一些调研,认为这个世界有一些分形结构而造成的自相似性,就是某个对象会和周围的对象组成一个结构,然后这个结构作为一个群组又和同尺度的群组结合,产生了更大的结构,再往下就会产生更大的结构。

从哲学上来讲,存在是一个物体最基本的属性,世界存在的方式决定了更多的属性,比如温度、湿度等等。只有知道这个世界为什么会有这么多变化的原因,我们在游戏里或者CG里通过一种方法模拟出来。

通过以上的描述,我们就可以知道,在游戏里我们可以通过世界位置、世界的朝向、法线的朝向,在UE里还有全局距离场,再加上一些人为的,比如贴花(decal)、永久随机等各种方式或者材质方式、节点,把不同尺度下的属性表达在对象上,让它产生不同的结构、摆放、密度、尺寸、材质、颜色等表现。

这里举个简单的例子,比如左边的这堆石头就是普通的CG用平铺(tiling)贴图把它包起来,堆在一起重复利用,这里可以看出,虽然堆在一起,但它缺少整体性。右边通过各种属性结合,产生了更大的整体性。

这里用到的技术就是,基于世界位置的UV而增加了一层比较潮湿、有污渍的属性。在水面附近,所有某个高度的石头都会自动应用这种样式或者材质。另外还有贴花,这是人为可以加的。还有我们的光照烘焙(lightmass),做完之后的光照贴图(lightmap)会生成预计算的半透贴,就可以在见光和不见光遮蔽的地方产生不同的花样。

这是物件的例子,回到刚才的地形,我们甚至可以把不同尺度那些独特或者唯一性的样式增加到虚拟纹理(virtual texture)不同的贴图(map)上,在中、远、近都能看到变化的唯一性。

比如通过材质节点的运行时虚拟纹理(runtime virtual texture),可以在不同的贴图上定义不同的样式。

对于整体性另一个比较重要、我个人认为特别是在游戏开发中容易忽略的是色调平衡

什么是色调平衡?我的定义是,画面作为一个整体,它的明暗色调的连续性和统一性。具体表现就是画面看上去很细腻、层次很丰富、色调和谐统一,所有这些都是服务于内容的。反过来就是,不平衡会死黑、过曝、缺少层次,从而产生油腻感,可能上一代引擎容易产生这样的现象,用了PBR以后稍微好一点,如果不注意还是会有。

影响的因素有很多,比如曝光、灯光,这些是内容方面,主要还有一个是色调映射(tonemapping),以及后期和白平衡。

在资源上,我需要强调的一点就是,画面的色调连续性、细腻感很多来自于资产,因为拍电影资产是真实世界的物件,它的信息是无限的。但我们表达游戏是用贴图,特别是游戏贴图有压缩,RGB 8位,有这种限制,所以会导致色阶的不连续性。

这里有两张图,上面有色阶,下面没有色阶。上面是0到64的渐变,这是Photoshop里做的贴图;下面是0到255的渐变,作为贴图分别导入虚幻引擎,然后连到基础色彩(base color)里面,下面这张我除以4,最终材质表现,灰阶的范围是一样的。

但是在游戏里面,如果打上光,尤其是在特别明亮的光下、或者材质在物体的高光点附近,就会很明显看出样式效果的差异,打破这种连续性。

并不是说建议大家都这么做,这个例子说明,资产、贴图的质量对最终画面的质感是非常重要的。

第二个对色调平衡影响比较大的就是色调映射

这里上面是电影拍摄的图,下面是被色调映射过后的图,我们先不要关注颜色的偏差,那属于颜色校正(Color Correction)。

首先是色调映射,上面那张图我们可以理解为在旁边用单反或者手机随手拍了一张,就是用了相机默认的色调映射,比如自然、高对比度等等。下面是经过艺术家处理过的图,把所有的灰阶都控制在一定的范围之内,让整个画面非常平衡,没有死黑或者过曝的情况。

UE里面有色调映射,但大家大部分时间都不会去手动调整,就像大家用单反都是直出那种感觉,并不是说大家都要去调这个设置,只是个人觉得可以在这方面做尝试,根据自己游戏在色调映射方面做一些更类似电影的细腻调整。

除了色调映射还有颜色校正、白平衡或者颜色的调整、偏差,这也是为了让画面更有整体感。UE里面有很多设置参数可以做这样的调整。

这里有一些图,我们可以看到电影的画面都非常细腻,这种色调平衡都表现在里面。

对整体性影响比较大的还有一个是品质的一致性

什么叫品质的一致性?比如拍电影所有的东西都是一样的品质,因为它是真实的物体。在游戏里,这种品质根据贴图的大小、放的远近、缩放大小、制作精度,表现的现象就是,我经常可以看到一个非常精细的角色站在一块非常粗糙的石头上,或者一个柱子的雕刻很细、但墙面的样式是不对的,或者精度非常低。

就像是木桶原理,一个画面最低质量的地方决定了你这个画面的质量。所以,与其追求某个地方精度特别高,我们更希望整体保持一致的品质。

这里的两张图主要想说明怎么样才叫一致,两方面:一个是顶点的数量,一个是贴图密度。我们都有视图模式去判断,就是顶点的密度(density)与屏幕像素(pixel)之间的比值,顶点或者三角面密于这个像素也没有意义。如果太疏就会显得很低端,所以它会有不同呈现,给大家判断是否需要做LOD、LOD要多少面等等。

上面的图,右边就是像素密度,来定义贴图是否需要放缩,UV是否平铺太多次等等,这些都是非常基本的功能,关键是要有这方面的意识。

关于整体性,我接下来要讲的是群组,也就是所有环境中元素的关系,如果我们通过某种手段能把它们更紧密的结合在一起,它就越整体。

关系包括很多,比如结构关系、尺度、分布、光影、天气等等,最直观的来说,一块石头放在地上,会不会受草的影响,材质会混合上来?这就是材质的关系。

我觉得首当其冲的就是大小比例的关系,这张图看上去非常高品质,更多的是因为有非常多的细节在里面,包括多边形(polygon)、贴图、阴影、微阴影、轮廓线等等。

这张图的上面两张,我主要想展示阴影对于画面细节的重要性,因为只有表现更多细节才有对比,表现出整个场景的宏大,细节跟大结构其实是同等重要的。大家可能会说这样很费资源,因为有很多阴影的投射(shadow casting),但大家可以作假,往这个方向努力是没有错的。

下面两张图,有的开发者反应,在地形工具(World Machine)里面做的地形渲染出来非常细致,到UE里面就变成了右边那张图,显得软软的。

这里面原因有很多,比如阴影的缺失、AO的缺失,主要是地形的灰度图(height map)在远处会有一个LOD,为了保留细节我们还可能会增加一层整体的法线贴图(normal map),这些法线贴图在远处又会产生mapper,这种行为也只有游戏里会有,离线渲染器不会有这种概念。

所以这个mapper可能要做一些手动的锐化(sharpen)或者比较锐化的滤镜(filter)来做处理。另外一个比较常见的问题就是大世界的树、植被、半透贴,这些在远处的mapper造成远处的树叶就糊在一起,可能就要做mapper的手动锐化处理等等。

另外一个就是关系分布的合理性。所谓合理性,就是什么地方放什么、放多少、放多大,都是有一定物理基础的,比如断壁残垣或者一堆山上滚下来的石头,这个世界都是以指数级趋势,而不是线性的。

所以滚下来的时候,比它小一级的是2块,再小一点是4块,再小就是16块,就是要符合这个世界的规则去摆放这样的东西才能实现非常自然的分布效果,产生比较好的关系。

大家可以去我们的quickso去搜索我们叫做Collection的资产库,就是把同一个地点同一个环境做一个集合,把资产放到一起,包括贴图、模型等等,参考真实世界的摆放规则。

另一个能够把这些元素衔接起来的非常重要的就是光与影、直接光与间接光的关系、光源与光质

比如物理世界的大晴天,太阳光跟天光的光比大概是8倍左右,你如果在天空做成这样的氛围,但真实的光比不对,看上去就会很别扭。另外就是阴天或者多云产生的光质,简单讲就是硬光、软光,它决定了着色(shading)的快慢,这对于情绪影响是非常大的。

光质和天空的样式也要匹配,比如你做个阴天的天空,打出来的是很硬的影子,看上去也会很不协调。所以,光是一个纽带,把各个元素衔接在一起。

这个就是材质的关系,这是一开始就提到,大家也都意识到的,可以通过全局距离场、虚拟纹理的方式把它混合到一起。

另外一个把这些放到一起的很取巧的方式就是天气。比如下雨,你把所有东西都打湿,它就自然作为一个整体了,有风的时候,只要是软软的东西都会飘。这里有一点要注意的是,我看到很多项目,有一些元素不同步,比如有风的时候帐篷在飘,但角色身上的衣服没有飘、甚至是反方向飘的,而且飘的程度、摆动程度都不太一样。

其实很简单,只要同步了,整个气氛、整体感觉就很容易表现出来,这是很取巧的方法。

还有一些就是人物跟环境的关系、粒子跟环境碰撞的关系,以及灯光和环境的关系,以及物理破碎关系,就不具体讲了。

营造故事性

上面说的都是怎么营造整体性,接下来我觉得比较容易忽视、也很重要、能够让画面提高一个层次的就是营造故事性。

我指的故事性主要是两方面,一个是叙事,第二个是人物刻画,在影视中这两点很重要。

叙事还是从摄像头开始。摄像头有很多的镜头语言,比如通过曝光、焦距、视角控制,16mm、50mm和135mm是不一样的氛围,通过景深、运动方式、抖动、镜头切换叠加、淡入淡出(fade in、fade out)等镜头语言来叙事。

比如在UE5的Demo中,角色走进门和走到里面之后,大家可能以为是镜头拉近了,其实并不然,只不过是焦距的变化。因为人物和门之间有一种压缩感,可以明显的感觉到焦距是从16mm切换到了50mm,后者在影视里就是叙事的焦距,16mm则是很夸张的、适合互动的焦距。

所以在游戏里从玩家可控的环境到探索一个空间的时候,通过镜头焦距的变化可以营造叙事感,这是很简单的逻辑,另外就是用镜头的震动来表现一些危险的感觉。

这是前段时间很火的《黑神话:悟空》,我跟他们的美术总监有过沟通,可以用来展示我的想法。

这个镜头叫做滑动变焦,就是在移动摄像机推近或者拉远的同时,改变摄像机的焦距,让目标在画面里的比例不变,产生非常戏剧性的效果。

这是一段故事情节的交代,大家可以看到镜头的晃动,来体现紧张、恐怖的感受,因为背景是狼人的声音。

这一段可以看出来在倾斜(tilt)的时候,整个摄像机也做了倾斜,整个地平线在它转动的时候是斜的、而不是平的,这是非常动态的操作。在游戏中给人的体会很特别,并不影响玩家的操控,但可以让氛围提升。

另外就是从可控视角或者玩家视角到叙事视角的过度。这是从50mm拉成16,然后又拉到了50,我不确定具体是不是50,反正焦距变长了,并不是简单的拉近而是变焦的过程。

这个是刚要发招的时候,整个屏幕上下产生两条黑框,产生一种戏剧性,给人以事件要触发的感觉。

除了叙事,刚才还提到很重要的一点是人物的表情,在游戏里感觉是被忽视的。个人觉得在这方面可以做一些尝试,在战斗或者一些可以看到人脸比较清晰的地方,做一些不同动作下匹配的人物表情,让玩家产生对人物或者故事的认同感、对人物性格的刻画。

第三点是迭代效率。

这一点可能跟美术没太大关系,但却是影响美术品质重要的因素。我个人觉得美术没有特别取巧点、或者一个键就产生很好的效果,总是通过不断的打磨、优化,你有更多时间打磨,品质就会更高。这也可以叫做完成度,有的游戏完成度比较高,可能就投入了更多的时间打磨。

提到打磨,就不得不说迭代效率,同样的时间,迭代效率高、能做的事多,完成度就高。这里我简单提几个个人认为比较重要的流程。

流程是从制作当中产生的,我觉得非常重要的是要简单,没有可以套用的流程,根据不同的团队和项目来定,但是简单是指导性的。

工具要直观好用,也可以用现有的、成熟的工具和素材。所谓的直观好用,有的时候大家特别在意功能有多强大,但是有的时候功能越强大会导致迭代周期和修改非常麻烦。

第三就是沟通的快速和有效。也就是沟通的话可以执行,需要有一个非常规范的流程,谁能够定什么、有具体的修改的建议,怎么修改、谁执行,可以通过一些工具串起来。沟通的快速性,很重要的是需要团队的技能有一定的广度,工作之间就有衔接,也就是技能上的重叠(overlap)程序懂点美术、美术懂点程序、建模的懂点绑定,这样就不需要桥接的职位代替沟通、降低沟通效率。

另外快速提一下,我个人遇到比较多的问题就是没有视觉目标。我个人觉得明确的视觉目标很重要,可以用原画、参考图、视频、甚至文字描述都可以,但一定要表述清楚,让大家知道目标在哪里。

需求需要以视觉为导向。我遇到比较多的团队,他们提的需求是非常技术向,真正用在游戏中对画面的提升,它的重要性、带来的收成有多大。在我从美术角度来看,可能并不是那么重要,但它的开销、实现难度又非常大,我不确定他们是不是有这样的美术总监去评估,但我个人觉得需要大家坐下来评估一下实现难度,以及它对视觉最终效果的重要性。

当然也不排除一些技术同事非常想要实现自己的想法,这个是更应该避免的。

另外就是要避免造轮子,就是有非常多的功能。经常遇到的就是费了很大劲做出来之后,发现UE有这个功能,所以做之前先看看UE都有哪些功能,不一定全部都要很了解,但至少要知道这个工具有什么。

最后一点就是要有妥协,要做选择。要把事情做成一个做减法的过程,越添越多很容易让项目“拖堂”甚至导致失败。

设计

今天的主题是对游戏精品化的一些思考,刚才从表现上和方向上谈了一些东西,但是最最重要的,想要放到最后来说的,是个人粗浅的对设计的看法,因为设计还是首当其冲。

这里我想表达三点:一个是设计的灵感来源是什么?或者针对目前的问题,很多产品画面的趋同性怎么避免。

对此我们要了解两方面内容,一个是人文方面的文化底蕴,第二就是自然科学方面的。

所谓的文化不是简单的文化标记的理解,比如常规的文字、书法回绘画、建筑、戏剧这些形式,我们要去理解,但在它之上还可以追溯到传统的哲学和宗教的东西。比如儒家的仁义礼智信,讲的是人怎么样跟别人相处的价值观,还有释家的缘起性空,讲的是人怎么跟自身、自己内心相处来减轻痛苦,还有道家的无为,就是顺其自然。

这种中国的古代哲学就会衍生出中庸之道、阴阳平衡、整体观、顺其自然等等,反应在具体上,就是建筑的对称,书法里的“虚实”、伸展等。古代绘画有句话叫做“外师造化中得心源”,造化就是大自然,心源就是作者内心感悟,都有传统哲学四象。

所以,需要了解文化的底蕴才是创作的源泉,才能创作出耳目一新的、原创的、合情合理的表达形式,而不会陷入到创作瓶颈,出现胡乱借鉴、抄袭、产生趋同性,所以做一件事情我觉得是要先去了解世界观,而不是谷歌找参考图片。

第二是传递文化的东西需要高品质的载体。比如刚才的《黑神话:悟空》在国外论坛引起了很大的反响,引起很多人想要了解西游记的故事,但它的前提是载体有很高的品质,如果做的很差、很低端,就不会有人买账。

第三点要用别人看得懂的形式表达出来。我们有京剧、书法、水墨画这些形式,也许对老外来说并不是那么熟悉,但电影、游戏、短视频是大家看得懂的形式,是传播文化很好的方式。

自然科学方面,我想表达的是创作的合理性、逻辑性是来自自然科学的。

这是《外星人博物馆》视频的截图,大开脑洞展示外星人造型,比如这个外星人生存在什么尺寸的星球上,重力有多大,重力很大它可能骨骼很健壮,就是中间那幅,重力很小可能不需要骨骼,像飘带一样,右上角。不同太阳系产生不同的光谱,地球的光谱产生绿色的植被,有的是红巨星、有的是白矮星,缺少某些光谱而产生紫色甚至偏红色植被。还有眼睛大小和光线强弱,都有关系。

自然科学的信息或者知识,是我们创造可信性或者符合逻辑性的来源,所以设计不是在做画工,而是在知识面,人文科技等方面。

比如,这是我很喜欢的法国画家托马斯罗曼,左边是他幼儿园儿子画的,右边是他具象化的画法。这些看起来都很有意思,但是他儿子并不了解绘画技法,这不重要,重要的是他想表达的内容在里面,重要的是他爸爸把想法具象化了,感兴趣可以去搜索很多, 每个角色的设计都非常有意思。

我们来总结一下,第一个讲的是营造整体性,它有很多方面;然后是知道怎么讲故事,随后说了流程和工具方面要注意的地方,最后最重要的是说了我在设计上的一些观点和看法,谢谢大家。

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