游戏《Fortune-Space极乐世界》的设计与制作——角色与UI设计制作 (2).doc

北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计游戏Fortune-Space极乐世界的设计与制作场景与UI设计制作学 院：专 业：姓 名：指导老师：计算机学院数字媒体技术何镇宇学 号：职 称：160408101713肖茅讲师中国·珠海二一六年五月诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计游戏<Fortune-Space极乐世界>的设计与制作场景与UI设计制作是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名： 日期： 年 月 日游戏<Fortune-Space极乐世界>的设计与制作场景与UI设计制作部分摘 要Fortune-Space极乐世界是伴有随机元素的俯视角第三人称射击游戏，游戏中的道具和怪物会根据玩家的位置随机生成，游戏中商店可购买游戏道具加强玩家角色能力，击败更强大的敌人。本课题旨在使用Unity3D游戏引擎，搭建极乐世界使用的3D场景和设计游戏界面交互UI。运用Photoshop、Blender3d、Substance Painter、Maya、unity3d等软件工具绘制所需要的游戏美术资源。通过使用网络图片素材对其结构、布局、空间、材质作分析、提取、重新组合的操作设计出可重复使用的模块化手绘风格3D场景。并且针对游戏设计出交互界面UI。本文主要从选题背景与意义、需求分析、设计思路三个方面，按照制作的流程对本次制作进行论述，对设计、实现的思路以及制作过程中的主要问题都予以描述且记录。关键词：第三人称射击游戏；游戏美术；Unity3D；三维游戏场景；模块化；游戏交互界面；Environment and UI design of the game <Fortune-Space > Abstract"Fortune-Space" is a third-person shooting game with random elements generator. The props and monsters in the game will be randomly generated according to the player's position. You can purchase game props in game stores to strengthen the player's role and defeat the more powerful enemies.This topic aims to use the Unity3D game engine to build 3D environment used in Elysium and design interactive UI for game interface. Use Photoshop, Blender3d, Substance Painter, Maya, unity3d and other software to draw the required game art assets. Analyze, extract, and recombine the structure, layout, space and materials with using images from the Internet to create a reusable modular hand-drawn style 3D game environment . And designed an interactive interface UI for the game.This article mainly discusses the production according to the production process from four aspects: the background and significance of the topic selection, demand analysis, design ideas, and testing. .Keywords: Third-Person Shooting Game; Game Art; Unity3D; Three-Dimensional Game Environment; Modularization; Game Interaction Interface;54目 录1前言21.1选题背景21.2模块化场景在游戏中的重要性以及发展空间31.3研究的目的与意义42 可行性研究62.1技术可行性62.2经济可行性62.3操作可行性72.4总结73 概念设计和场景关卡模型规划83.1总体概述83.2总体规划83.2.1武器83.2.2人物133.2.3场景153.2.3游戏交互界面244 设计深化274.1室内场景274.2室外场景285 详细设计与实现305.1模块化模型制作305.2模型预制件的制作和嵌套395.3场景的光照烘焙445.4游戏交互界面的配置476 总结49参考文献50谢 辞511前言1.1选题背景随着时代的发展，计算机技术的不断更新换代，个人电脑的性能也能够运行相当高性能要求的3D场景，市面上也相当多的游戏公司制作出非常精美的游戏场景，在屏幕上展示出成千上万游戏物体对象的游戏场景，并且能够在个人电脑里实时运行，实属于计算机性能进化的体现。但由于现阶段的计算机内存显存都属于比较有限的状况，要如何利用好这些计算机的性能去表现这些场景还是需要更加细致的设计。但同时游戏画面的表现还是涉及到游戏界面的设计，而游戏界面就实属于对游戏进行交互的手段和相应的响应界面和提示信息等，但是游戏的界面不像是软件，需要一定的立体感和有趣的图像及相关的主题设定，才能使得游戏更有代入感。模块化是大自然由简致繁的奥秘，100多种元素的原子按不同的次序和排列方式结合成多种多样的分子，分子的不同组合构成了无数种物质，无数种物质最终构成这个无限丰富的物质世界。模块化也是人类使用的化繁为简的朴素方法，它早已血肉般地渗入人类生活，以致我们浑然不觉就使用了这种方法。模块化环境艺术占据了游戏中大量重复出现的游戏场景，但同时游戏运行效率却丝毫不会因为场景的大量重复出现而减缓，并且同时还带有高质量的模型贴图，从而实现实时运行高质量的游戏环境。游戏需要模块化，程序需要模块化，为了加快生产效率更加需要模块化规划。1.2模块化场景在游戏中的重要性以及发展空间从史上游戏发行出现至今，游戏环境技术和游戏画面质感一直在改革提升，最早出现显卡危机的一款游戏是雷神之锤游戏发行时代处在1995年是当时画质巅峰的一款第一人称射击游戏，从画面中分析可以看得出已经有一套模块化制作场景的套路和思想了。重复使用手法和预制体思想已经成为了游戏中的必需品。而反观现今的游戏场景的细致程度已经达到能同时规划模块化的室内外场景，并且已经使用上了照片扫描级别的材质贴图。图 1 1995年雷神之锤游戏画面图 2运用了照片扫描贴图的模块化场景图 3模块化场景的物件全貌谈及到模块化场景的发展空间应该是非常的庞大，从宏观角度看，只要游戏和影视画面存在，模块化场景的制作就不会没落，同时因为3D打印机的技术发展，制作好的3D模块化道具甚至可以使用3D打印机进行3D打印到现实使用，又或者利用到工业生产，建筑设计等领域。但总而总之，游戏场景的优化空间也是非常大，模块化是使场景生产达到更高效率的一个大前提，并且模块化的思想可以体现在场景中的模型模块化，贴图模块化和道具模块化，模块化还可以进行互相嵌套，通过排列组合的方式，只要物件制作的越多，规划越整洁，通过数学计算出来的排列组合可能性就越多种类。所以在笔者看来，模块化的思想已经是深入人心，模块化同时还为团队合作做出非常大的贡献，体现在分工合作的模块化制作，但前提也是需要模块化的规划。思想是模块化场景发展的主要阻碍，打破传统模块化思想使场景的模块化在重复使用的同时又做到不重复，是现在游戏发展的道路，大批量处理的模块化和结合程序化生成的模块化也是现今游戏场景即将突破的技术口，虚拟场景存在的一天，发展就会持续不断，因此笔者认为在此区域的发展空间还是非常可观。综上，电子游戏在国内外都有很稳定的市场与族群，且在接下来的几年里发展前进十分客观。1.3研究的目的与意义第三人称射击的游戏市面上存在感越发壮大，第三人称射击游戏所带来的视觉冲击力和世界观几乎是2D游戏或者休闲游戏不可取代的。给予玩家紧张刺激的游戏氛围的同时，也给玩家带来了一定的故事剧情，供玩家探索世界，收集更多信息。游戏场景几乎是3D游戏必备的一个元素，玩家需要立足在游戏世界中，需要一个场景，游戏环境可以烘托故事气氛，交代故事背景，交代游戏时间，交代环境气候，而游戏虚拟场景逐渐成为游戏中不可或缺的一部分。越来越多的游戏趋向于开放世界的设定，供给玩家无缝探索整个世界，给游戏添加了更多更大的自由度。同时，近几年来VR技术的不断提升，虽然技术仍然不成熟，但仍然有很多的期待。此时对于虚拟游戏的场景环境开发研究，更加的符合技术发展方向和市场需求。仿真一直是场景制作的目的和追求，能够让人感受到人是可以立足在游戏世界里的场景是非常的重要，通过不断研究现实拍摄的图片和现实周围正在发生的物件和事件，才能使场景的真实度更上一层楼。考虑以上的因素，本次毕业设计主要集中研究第三人称射击游戏的场景制作类型，并设计制作基于UNITY引擎的第三人称游戏。2 可行性研究2.1技术可行性本次设计使用到的软件有unity3d、Rizom uv、blender3d、photoshop、substance painter。其中unity3d用于渲染展示场景，Rizom uv用于模型的uv展开，blender3d用于模型的制作，photoshop用于贴图制作和图片分析，substance painter用于制作模型材质。Unity3D引擎是由Unity Technologies公司开发的，用于创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具，是一个全面整合的专业游戏引擎，拥有便利的多平台发布特性。Unity 3D拥有完整的资源生态，非常多的开发者都会使用unity开发插件免费发布到商店供广大开发者使用，并且对大多数三维建模软件有良好的兼容性。Rizom uv是一款专门用于快速UV展开的助手型软件，能够快速展开大批量高面数模型，并且兼容性良好，运行稳定。Blender 3d是一款综合性的3D软件，拥有建模、渲染、动画、视频处理、代码编写、特效制作等强大的能力，不仅能够实时预览渲染效果，还能拥有强大的后处理编辑功能。并且其贴心的快捷键功能设置和自定义功能是非常适合笔者，笔者在本次设计当中运用到了其中建模的能力。Photoshop是一款广为人知的图片处理软件，艺术家能够在这款软件上面制作精良的画作，更有甚者被称之为数字艺术家，用于设计创作一些概念设计的插画和原画。但笔者本次只是使用其进行图片处理和分析，并且用之绘制模型贴图。Substance painter 是次世代游戏模型材质绘制工具，拥有强大的材质库和智能材质球功能，而且还拥有IRAY积分渲染器，非常适合用于制作游戏模型的贴图。综上所述，本次设计使用到的软件，在技术上可行。2.2经济可行性本作并不涉及商业活动，unity3d的版权费用只会在发布的作品盈利后收取，blender3d属于开源软件并不会收取制作费用，substance painter有相应的学生版，所以从游戏开发的初始阶段就不需要多少费用但需要时间，因此这次设计在经济上同样可行。2.3操作可行性Unity3D引擎的可视化编辑器非常友好，操作方便，学习门槛相对其他软件更低，并且官方也不断在更新官方相关的教程和案例，也提供了一整套的游戏解决方案。游戏发布简单并且支持多平台发布，预览速度快，渲染质量高，还有许多便捷的插件提供给个人游戏开发者，扩大了操作上的自定义性，能够得到控制更加自由的效果。综上所述，本次设计在操作上可行。2.4总结从技术层面来说，使用到的软件都没有太大的技术隔阂和平台问题，适合本论文设计；从经济层面来说，设计规模小，软件成本不高，整体体量小，投入的开发成本也十分的少；从操作方面来说，对于使用Unity3D引擎基本的可视化编辑器对笔者来说基本不是大问题，并且大部分的功能都是非常完善稳定的。综合以上论述表明，本次设计在基于Unity3D引擎下，使用多种软件制作设计模块化场景模型和游戏交互界面，是可行的。3 概念设计和场景关卡模型规划3.1总体概述总体设定描述：1. 题材：智能时代、科幻、虚拟空间2. 背景：虚拟空间中的极乐世界3. 时间：2020年以后的世界4. 事件：AI智能的不断更新换代中的一种5. 人物：女性主角A下面的部分将会按照制作流程，文字设定，图片堆叠板，概念设计，实现设计原型，落实模型与贴图，模块摆放拼接及光照烘焙，逐一进行描述和解释。3.2总体规划总体制作规划分为四大部分：武器、人物、环境、游戏界面UI3.2.1武器武器是整个游戏的核心玩法，武器一共设定为6种，分别是远程类武器手枪、狙击枪、冲锋枪、散弹枪，近距离冷兵则是太刀和大锤。为了兼顾游戏设定这几种枪械类的特点和区别是：手枪类：中威力、短射程、低射速、高精准度、子弹不可穿透，并且有设计原型冲锋枪：低威力、中射程、高射速、中精准度、子弹不可穿透，有设计原型散弹枪：高威力、短射程、低射速、低精准度、子弹不可穿透，温切斯特为设计原型狙击枪：高威力、高射程、低射速、高精准度、子弹可穿透、AWM为其设计原型而近身冷兵器类的则是：太刀类：短射程、高攻速、重量轻、并且有设计原型大锤类：中射程、低攻速、特重、设计原型不多可根据现有的小锤子改造而成在实际制作之前必须考虑到真实性和美观性，搜寻相关资料后进行逐步分析成分，零件构成，运动组件，动力装置，动力来源，零件材质，零件磨损度，表面纹理和贴花都是值得考虑的因素。并且每个部件的比例和拼接处的准确性是最能体现真实性的元素之一，更有甚者则是光影上的材质和纹理表现体现真实感，但最核心的设计感还要依据零件装配后的整体枪支感觉，纵观全局才是最最重要的，并且保证整体的比例把握和各元素之间的组合需要无缝对接的处理。手枪的分析：手枪的比例大概是主角的两个手掌的长度，活动零件是弹出、弹夹和扳机，外形近似数字7，零件不多。材质是皮革握把和金属枪杆组成。冲锋枪的分析：冲锋枪的比例比手枪稍大，大概是主角的两个半手掌长度，活动零件有枪托、弹夹、皮带、扳机和弹出弹壳，材质是由钢板铸制而成，皮带的材质的皮革。散弹枪的分析：散弹枪的比例是主角的四个手掌的长度，能够通过弯曲枪杆弹出弹壳，上膛部分的活动是单一方向的滑动，最后是扳机的活动，整体材质由木头和金属组成。狙击枪的分析：狙击枪是相比以上武器都要长的武器比例，是主角的六个手掌的长度，区分为三个部分，枪杆，枪托和枪膛，上膛切换部分是模仿古老的拉杆式，并且自带瞄准镜，弹夹上弹量有6发。整体材质为金属，枪托和握把部分是经过处理的木头。太刀分析：太刀由刀身，平衡板和握把组成，太刀刀刃锋利，刀身长，拥有削铁如泥的铸制之称。握把是金属，使用编制的绳子有规律的编制在其握把表面。大锤分析：锤子在现实生活中是一种锤子，当游戏中的锤子比例进行夸张放大后，游戏中必会存在需要大锤子才能凿开的一种障碍或是材料，锤子由长柄和锤身组成，锤身近似一种长方体盒子，两端并不一致，整体材质是钢铁。以下是笔者根据一些参考图和分析后得到的结果制作了部分枪械的概念图：图 4冲锋枪SMG概念设计图图 5大锤概念设计图图 6狙击枪概念设计图图 7手枪PISTOL概念设计图图 8 散弹枪SHOTGUN概念设计图图 9太刀KATANA概念设计图3.2.2人物人物在场景中是一种比例性的存在，同时也是使得整个场景生气勃勃得必要因素，人物在游戏中占据的重要性不亚于场景，并且人物能在场景中制造一定事件，使得游戏更具有代入感和真实性。旅行专家，穿梭在各个城市角落的商人，会售卖随机出现的道具。打手，是敌人，是绅士的保镖，在游戏中的设定是精英怪。绅士，是关卡中的BOSS，主角需要进行调查的第一个角色，BOSS能力破坏力十足，形象冷酷，操纵着金融市场中的浮动。以下是笔者前期绘制的一些角色原型：图 10旅行专家角色概念图图 11打手角色概念图图 12打手角色概念图图 13绅士角色概念图3.2.3场景一共是三种游戏关卡分别是决斗关卡1个，探索关卡3个，室内出生地场景1个。出生地场景的设定如下：出生地的室内场景设定是，家具齐全，有游戏出生点的标志，识别度高，能够互动。并且各区域分明。游戏通关或者角色败北后总会回到第一个出生地场景。笔者按照设定规划铺开了以下三种出生房间的设定。第一种，基地空间型，基地型分布的布局识别度高，并且各区域分明，风格明显，场景空间大，标志性强，但是参考相对较少，比例缺乏真实感，地下地基的感觉没有留下太多的出口，场景中的视距问题并没有给出相应的处理。第二种，别墅庄园型，参考了大量的别墅布局和室内设计布局，并且按照真实人物比例和各房间功能来安排房间大小和位置。别墅场地很大，活动非常自由，并且伴有室外园林风景，景色优美，区域分明，并且有上下楼层间隔，空间比例合适，有中国建筑风格特色，物件尤多，并且还伴有自动化控制，但是空间设计不合理，真实感缺乏，只考虑了外形结构的特异性，没有考虑真实人物生活的气息，出生房是室内场景，也不需要太多的空间场景，物件摆放不足就会显得场景尤其的空旷，物件太多，会导致工作量膨胀，于是只能抛弃这种室内的设计。第三种，小型室内型，将角色布置安排在一个两米多高的小型空间里，家具不需要太多也能凸显出赛博朋克的味道，场景中的胶带门帘更能凸显硬朗科技的味道，房间不需要过多的装饰，家具可以放在适合的位置进行点缀，室内的布局也比较贴近现实，小型出租房坐落的都市里的一种感觉能够体现在场景中，同时也能凸显场景特色和特殊性，室内的特点也相对比较明显，结构会非常简单明朗，在场景运行计算方面不会造成太大的影响。综合分析后场景三小型的出租屋场景会更加符合游戏设定。图 14第一种基地型出生房场景概念设定图 15第二种庄园型别墅场景概念设定图 16庄园型别墅场景概念设定图 17庄园型别墅场景概念设定图 18庄园型别墅场景概念设定图 19第三种小型出租房场景参考图 20 第三种小型出租房场景设定图 21第三种小型出生房场景渲染图关卡场景的设定，大框架主要是都市的场景，一个极乐世界的都市，充满着热闹繁华的气息，交通网络发达，路面干净，城市楼层普遍不是太高，拥有非常多便利的城市基建，提供给在虚拟世界中活动的人群。其中一点是传送点非常多，商铺也非常多，基本路面都伴随人行道，人行道旁又有高低不一的建筑坐落，非常有节奏，并且建筑的周围都会摆着宣传自己家店铺的广告牌信息，虽然广告牌的霓虹灯繁多，但仍表现清晰，照亮整个城市。笔者根据从网络中收集来的素材进行照片中的街道信息结构进行提取，提取过程中需要选择保留那些结构是重要的，哪些结构是不需要的，并且过量的信息堆砌在一起最终留下在画面的信息是非常嘈杂而导致在游戏中不可使用，于是就更加需要取其精华，去其糟粕。其中图片蕴含着大量的信息，把他们分别摊开后可以分为结构，布局，透视，光影，材质，时间，天气的信息，但笔者在制作时只提取了图片中的结构，布局和部分材质，并没有将大量的信息堆砌到自己的设计当中，而是通过转换和重新组合的方式去创作一个新的结构和材质特点的东西。随着提取结构的深入和结构信息的逐渐增多，结构与结构之间需要更加讲究配合和连接，不然最终将会导致所有物体生硬的放在一个地方。笔者一共是提取了路面和立体街道、街边电杆、栏杆、广告牌、部分建筑结构。图 22都市参考原型图 23根据参考提取的城市物件图 24提取的街道结构信息图 25 提取的路面结构信息图 26 路面结构信息2图 27城区布局图 28最终决斗关卡布局图 29 游戏前期概念设计图图 30 游戏前期场景概念设计3.2.3游戏交互界面设计游戏交互界面需要提前知道游戏中会出现哪种能与玩家交互的界面，比如触发某种事件产生的弹窗或者固定在游戏窗口种的生命值信息，怪物的名字和怪物的信息，鼠标准星等，下面是笔者根据游戏前期设计的一些游戏交互界面的设计图。能够始终确保的是血条和技能框是肯定能出现在屏幕内的，那么血条和技能框的样式又要根据不同的游戏题材来确定框架，形状，颜色和材质。基本特征和交互方式也需要在图片中交代清楚。图 31游戏交互界面1图 32游戏交互界面2图 33基本游戏交互界面3Logo设计的初始想法是一个行走的职业杀手荡漾在都市中，于是就有了一个背着狙击枪武器的职业杀手往前面行走的想法，为了表达出是数据世界的感觉，特意让部分剪影往右边进行拉伸，控制其拉伸长度的比例使之尽量更加贴近游戏名称Fortune 中的F。整体LOGO颜色设定为红色，白底。图 34游戏LOGO设计图4 设计深化4.1室内场景根据原设定初步制作模型，初步模型布线不需要考虑太多，只需要大体完善，结构上正确即可，笔者按照此思路快速制作了贴近原设定的一个室内场景空间。图 35初步模型确定室内场景的活动空间和光照范围，活动空间如下图所示，墙体平均厚度比普通墙体要厚，电线和水管可以藏到墙体里，也有跟墙体一体化形成的家具，例如厨房中的洗刷台，门前的衣柜和折叠的床。灵活了利用了墙体空间从而增大了整体的活动空间，并且利用到了窗台的平台台阶，也可以成为一种桌子的形式存在。关于光照灯光的设置，灯光布局图如下右图所示，照明的灯光大量使用了5w的LED 条形照明灯，一共10盏LED 条形照明灯，形状上条形更加符合科幻的第一形象，在亮度上，为了节省能源，普通小民居使用会在5瓦到15瓦左右的灯光，为了区分区域还特意做了装饰灯，分别在厨房（黄光）和厕所（偏白光）。地板材质使用到了灰白间隔地砖，尽量贴近原参考设定。图 36室内场景鸟瞰布局图图 37室内场景灯光规划布局图图 38 室内场景相机摆拍图4.2室外场景室外场景由非常多的物件组合而成，从笔者开始分析提取的街道结构中，导入到Blender 里初步摆放物件制造出场景大致的样貌，此时会出现的问题其实有挺多。第一点是贴图有接缝，第二点是场景比例问题，路面和建筑之间的比例相差甚远，立体结构的路面支持落在奇怪不合理的地方，楼层的高度不真实，一些低矮建筑被完全遮挡。笔者通过简单的摆放后对场景的大致样貌有了第一印象，在第一印象的基础下，开始深入贴图纹理集的制作和模块化场景的规划设置，并且建造第一批模块化拼接模型。并且逐一解决以上的相应出现的问题。图 39初步场景全貌图 40初步场景全貌25 详细设计与实现5.1模块化模型制作在规划模块化模型之前我必须引用乐高积木的拼接概念，乐高公司出产的塑料玩具，出产的塑料玩具可以互相结合拼接组成一种规则的新形式结构，玩具的自由度也是非常的高，而且设计的拼接模块非常多样化，乐高玩具是笔者产生并且制作的原型思想。首先规定拼接规则，第一步设计模块化的拼接单元，单元与单元之间必须无缝拼接，否则产生接缝会导致场景质量直线下滑。单元与单元之间必须留存有接口，单元与单元直接可以互相嵌套，在平面上的模块化效果如下图：图 41平面模块化演示因此单个单元内要留有出血范围，保证接缝处的衔接不会太明显。图 42模块化单元的出血范围保护接缝制作单元时必须要规定其单元的单位，基础单元为一个单位，那么接下去留有接口的单元必须是整数倍的单位，若出现小数单位也尽量保证在两位小数之内，并且保证小数单位直接一定会出现完全一致的接口。图 43模块化单元的单位设置平面上的单元可以延申到空间中的单元，一个立方体由6个面组成，每个面直接都可以产生接口，并且确保单位统一和单元出血范围正确的前提，可以做出非常多的变化以及花样。图 44立体模块化图 45立体模块化图 46模块化样式1图 47模块化样式2图 48模块化样式3图 49模块化样式4为了制作立体的模块化结构，必须先制作出清晰得纹理集，笔者使用photoshop 绘制了以下的纹理集，所用到的贴图单位大小是1024*1024，并且按照256像素的单元去划分每一块的大小，把细分块扩展到32像素的单位，同时要确保每个图层之间的直接接缝不能露出背景，笔者一共划分了16个单元分割，并且需要把对应的像素都规划成点对点连接，保证每个像素自己不会产生拉伸，并且衔接自然。再者因为笔者绘制的路面是有人行道部分，其中也必须考虑到组合的比例问题，不能够让模型比例和纹理集比例的单元不一样大，除非有特殊需求，否则不考虑。笔者制作的第二张纹理集当中直接采用了整张1024大小的贴图绘制，原因是路面比例是原来路面的4倍，所以可以这么做，当然也还有优化的余地，可以重复利用同一角，做出完整的模型。图 50模块化模型纹理集图 51纹理集1图 52 纹理集2纹理集绘制完成后就可以规划模型了，模型规划的道理跟纹理集的制作道理其实是一样的，但是要保证模型的比例和纹理集的比例相同是一个技术问题，考虑到使用的贴图是1024像素单位的，可以先把最大的十字路口路面做出，再推导其他更小尺寸的模型。笔者按照此思想完成的路面模型如下：图 53路面模型的线框视图图 54路面模型的着色线框视图图 55路面模型着色视图根据路面模型规定化的比例大小，继续完成剩余建筑模型和贴图。图 56 建筑模型模块化图 57 简单的建筑模型图 58 道具模型图 59 道具模型笔者在制作完成了以上的道具模型和建筑模型之后，开始简单摆放了建筑上的预制件的简单预览拼接上的效果，规划了窗和空调外机的指定生成位置再进行摆放，做出简单的预览效果。电线杆和电线必须要在电线杆落下确定位置之后才能够进一步制作电线。图 60 拼接上组件后的模块化模型值得注意的是，当在导出所有的模型时候，需要注意检查模型的命名和UV横平竖直的规范和模型的归类并且要注意导出模型的比例尺寸需要检查。笔者将模型分为了三类，路面，建筑，道具三种，并且导出模型到UNITY 中进行进一步的制作。5.2模型预制件的制作和嵌套 模型导出之后，并不能直接在UNITY 中直接使用，而是要将零碎的模型组件组合企来。在UNITY 的默认预览视图中，模型被导出成了一个大模块，因此要新建空的游戏物体去装载导出后的模型，并且把碎片模型贴上制作好的贴图材质贴到模型上面，得到一个完整的效果。后又将道具的模型合理的放到路面上面，使用unity 中的snap 功能把模型按顶点贴合的方式无缝贴上去，其中包括栏杆，广告牌，交通灯等道具的组件。预制件中的物体嵌套摆放大概完成后，需要把游戏物件中的是否静态物体打开，保证模型是静态物体，装上Mesh Collider 碰撞盒，能够让模型接受光照和导航组件的烘焙路径，但是要把面区域过小的模型过滤掉，不然会占用太多的烘焙资源。预制件的好处就是万一场景有某些地方发生了错误，可以重新返回到预制件里进行修改，并且只需修改一处即可把场景中所有出现过的错误都修正，并且预制件可以剩下大量工作量，也是模块化思想的一部分，重复使用和高效利用。笔者吸收了模块化制作的部分精华，理解了其中的一些思想，但仍然还有很大的提升空间和优化余地，由此可看模块化的发展空间是非常理想。以下是在导入到UNITY 中的模型制作的游戏预制件，在本文仅展示代表性的制作好的预制件。图 61桥图 62 桥图 63 十字路口图 64 交通标志图 65交通标志图 66 房屋预制件所以预制件搭建成场景后的预览，城市中的建筑大小必须有其规律和规则，中心建筑高，四周建筑低矮，并且建筑有高低节奏，分开各区域，并且使用灯光颜色制作出各区域的区分效果。笔者通过此方法制作了3个游戏关卡场景。图 67 使用预制件搭建城市预览图 68 搭建后城市的道路规划图 69 游戏关卡2场景摆放效果图 70 游戏关卡3场景路面规划情况图 71 游戏关卡4场景预览图图 72 游戏关卡4场景路面规划图5.3 场景的光照烘焙 完成了所有场景搭建之后，场景的光照不够完善，光照没有反弹，只有直射光的照射效果是不足够的，于是需要进行烘焙场景光照模拟光照的非直射光反弹，下面以第三关卡为例。场景的阴影面总是处于死黑当中，因此需要光照反射和光部的反弹，才能使得场景的光照更加真实，而实际第三关的场景的环境是处于较灰蒙的环境当中的，因此反射会比较微妙，并不会有太大的光照反射改变，而且又因为为了减少场景中灯光的数量和实时光照量，因此场景中的所有灯光，点光源，面光源和自发光光源，都属于烘焙光照，而烘焙的光线会附着在静态被烘焙物体的表面而产生光照贴图，于此前定要展开模型的光照贴UV 才能够达到预期效果。笔者在场景中设置了数盏灯光，点光源，全部使用烘焙光照模式，但烘焙前同样要把过小的模型面过滤掉，所以在烘焙光照视图中需要设置好烘焙参数，烘焙贴图采样、贴图分辨率、反弹采样的参数。笔者设置的参数如下：图 73烘焙光照参数设置只需要耐心等待烘焙进度条读完即可。图 74光照烘焙过程笔者记录了烘焙完成前后的对比如下。烘焙前，点光源信息没有被渲染，并且阴影处有纯黑的存在，环境光闭塞的大小不明显，光照过渡不揉合，光照信息只有直射光。烘焙后，点光源信息被记录在模型的光照UV 贴图中，并且过渡了阴影处到受光处的信息。因此笔者的模型光照UV 贴图是UNITY 计算得出，并不会十分完美，笔者将会在进一步的制作中修复光照UV 的错误和旋转问题。反射信息的烘焙，需要在场景中新建REFLECTION PROBE 反射探针，在场景中烘焙指定位置的环境球信息，制造假反射效果。光照烘焙完成后，会发现人物主角的模型不接收光照信息，此时需要把LIGHT PROBE 创建并在场景中使用，放置的规则是主角在场景中能行走到的地方并且要求LIGHT PROBE 是矩阵形式进行缩放，每个点之间会产生光照数据，只需要覆盖能移动到的最大范围地即可完成场景整体光照烘焙。图 75光照烘焙贴图的UV 比例图 76烘焙后的光照图 77 光照烘焙前的渲染图图 78 光照烘焙后的渲染图 79 第一关关卡的烘焙后结果图 80 使用不同参数烘焙室内场景的效果5.4游戏交互界面的配置 游戏UI 图集的制作思想，游戏风格和游戏背景设定是科幻题材，能体现科幻硬朗风格的制作思路主要有剪影形状硬朗，曲度小，方正，颜色简单，透明度变化多，并且各区域层次分明，简在游戏当中还会存在渲染CANVAS （画布）的队列，GUI 的渲染在LWRP （轻量级渲染线管）中被放到最后渲染，为了制作和配置游戏UI 的效果，笔者准备了以下材料，游戏UI 图集，但是图集需要在UNITY 中制作成切片图才能最终在游戏里使用。裁切好的图集会产生很多序列文件，命好名字分开存放即可，剩下的工作就只有按照目的概念图进行图片的位置摆放了。值得注意的是，笔者在血条的显示中利用到了Image 组件的Fill 制造出血条的消失和出现效果。同理在技能冷却方面也是同样操作。图 81 准星图 82 准星准星UI ，笔者使用了SG （可视化节点着色器编辑器）进行调整控制了准星的大小，并且利用新建辅助相机叠加渲染的方式同时编写脚本来制造出屏幕鼠标定位的效果，但是由于在UNITY LWRP5.16 版本中，相机的CLEAR FLAGS 中的DEPTH ONLY 是默认被移除的，要想使用相机叠加的效果，还必须要更改原配置文件scriptable render piepline.cs ，笔者最终效果也是通过更改渲染线管的部分代码而达到的。图 83游戏战斗UI6 总结此次的毕业设计算是第一个与团队成员合作的项目设计，同时也是大学阶段的最后一个课题设计。在制作过程中我清晰意识到团队合作中最重要的不是叮嘱完成目标，而是实时跟进项目进度，保证小组成员的项目信息和制作内容永远保持在同一道阵线，出现冲突可以协商解决，出现歧义可以合作修改，才是真正能够让团队项目站稳脚跟的重要点。当初为了完成毕业设计，我绞尽脑汁思考清楚该如何个人完成整个毕业设计，并且如何合理安排小组成员内的工作，前期工作策划上的方向就完全偏离了正确的轨道。在制作中期时，大家都已抛弃了当初那种杂念和疑惑，认真的完成各自的部分，并且提交项目文件进行整合，宏观看节奏已经走上了正轨。在后期收尾时，大家更加需要互相检查工作，查漏补缺，互相帮助，一双眼不如两双眼，一双手不如三双手。场景制作的工作流程有待改善，多数的场景模型共用材质再后续修改中不太好修理，并且接缝问题在blender 中难以接合，多数情况下会留下接缝，但是使用RSMB 插件后可以解决效率上的问题。场景中可容纳的模型面数也是不能超过一定数量，不然会引发电脑卡顿情况也就违反了当初使用LWRP 的制作初衷，镜头在场景中的观察距离也是需要根据场景物件的制作精度去制定，相反，也可以先制定摄像机距离再去制定场景物件的制作精度。UI 制作的工作则需要描绘精细的剪影图片加上微妙的颜色搭配去展示整个画面的协调度和交互性。在制作毕业设计的过程中，我深刻反思自己，叮嘱自己以后接触事物要思考得更加全面，更加专业，并且追根溯源，而不是道听途说，凭空捏造。为了防止自己在错误的道路上越走越远，谨记自己虚度过的旧时光，时刻向自己的目标看齐，脚踏实地式的一步步前行，解决每一个出现在面前的困难，才是真正形式上的进步。制作过程中我虽然遇到了很多问题，但是我并没有胆怯，而是通过分析问题，查阅资料，逐步排查，有句话说的很好，只要思想不滑坡，方法总比困难多。在一个个问题都被迎刃而解的时候，我心中会有一种，山重水复疑无路，柳暗花明又一村的感慨。参考文献1.陈惟/游雪敏.CG插画全攻略.基础篇.2011.7沈阳辽宁美术出版社2.陈镌.世界建筑经典图鉴.2003.8上海人民美术出版社3.薛非寒.视觉艺术用光再艺术与设计中理解与运用光线.2012.9浙江摄影出版社4.冯乐乐. Unity Shader入门精要.2016.05.01人民邮电出版社5.熊新科. U