辐射3 边缘处理

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Kanglai Qian 4月 02, 2016
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前言:Game Art Tricks是我在知乎上看到某个回答里提到的一个网站,里面分析了很多游戏用到的精彩技巧。原谅我见识少…反正很多美术技巧我是第一次学到,简直6的飞起~我与原作者Simon联系之后,得到了翻译授权,之后我慢慢会将这个系列翻译出来。为了避免出现潜在问题,第一次遇到术语时我会注上对应英文单词。对于原文中提到的一些其他文章,我也会挑选性的翻译一些,减少阅读难度。

辐射3中有不少图形上做的非常棒的地方,其中一个让我惊艳到的细节是辐射3是如何处理磨损的边缘。

如下图所示,你可以在最上面一行看到一个非常漂亮的破损岩石。我觉得这个效果非常赞,感觉上是高模(high poly)做的。但是当你从另一个角度观察,会发现其实石头模型用的面非常少(见中间一行)。

fallout3

如果你从一个非常近的距离去观察,你会发现这个低模上有两张贴图:一个“光滑”的石头和一个破损的边缘。同时为了让两者之间过度的不被人察觉,辐射利用了法线贴图(normal map)造出了一些坑孔。

我研究了一下这事儿。下面是这个石头模型的线框图。我猜测辐射利用了一层额外的几何形状,然后在边缘处透明混合贴花和石头。更多关于这个的细节在本文底部。

stone_wireframes

我进一步检查了边缘处的纹理。有意思的是,辐射里的法线贴图大小只有漫反射贴图(diffuse map)的一半,这就是为什么下图中两张纹理的大小不一样。我标记了上面截图中对应石头纹理的部分。

stone_decaltexture

另外,高光贴图(specular map)被直接保存到法线贴图的透明通道里。对于贴花(decal)来说,高光部分是纯白的。我比较奇怪的是这种情况下为何不直接另外加一个透明通道。当贴图本身没有透明通道时,其默认返回值是1.0,也就是纯白。不过可能是有其他我不知道的原因。(译注:我理解的是说对于贴花来说反正高光部分纯白全是1,相当于没有信息;所以这里可以用来存透明信息,反正贴花和石头需要做透明混合)

下面我们回到贴花部分。Throttlekitty说辐射将贴花和视差贴图(parallex mapping)一同使用。这一点我也不是很确定,因为一般来说使用视差贴图除了法线贴图之外,还需要一张高度图(height map),正如Parallax Mapped Bullet Holes文内所说。但是wichenroder给了我一个有趣的文章,以Cry Engine为例解释了这个。

但我依然不是100%确定辐射3也用了这个技术,因为我没看到额外的模型。下图是游戏里模型的线框模型,我添加了红线标出了属于石头的部分;这是从底部看石头的角度,越过石头可以看到天空球:

stone_wireframes02

另一个可以作为证据的是辐射提供的MOD制作工具,从中可以发现一些有意思的东西。在里面你可以混合任何东西。

house_example

Falk提到也许在辐射是在编辑器里摆好贴花之后,作为预制体(prefab)保存下来。然后关卡设计师可以直接利用这些做好的预制体,同时贴花信息可以保存在随便什么地方。但是今天我和一个Crytek的人(他原来在Bethesda工作)聊天,他说辐射就是按照Cryengine的方法做的。所以也许我应该看看如何找到那些额外的模型。

最后补充:我问了如何在贴花之间混合,辐射只是删除了LoD上的贴花面。机智!(译注:其实就是不管地形本身用的细节多少,最后都混合上同一层细节最多的贴花即可…)

(原文作者)更新1

我问了下同事Markus有没有工具能够拿来分析,他向我推荐了Intel GPA。下图是我用这个工具的截图:

fallout3_noalphatest

需要注意的是我并没有画贴图上的黑色部分。我只是关闭了Alphatest/Alpha1,这也许是因为辐射利用了额外模型才导致的。(译注:这时候贴花就无法和石头进行透明混合,而是全部盖住了)

Parallax Mapped Bullet Holes

贴花是直接将一张二维图片贴到三维模型上,如果需要表现孔这样的形状就很容易穿帮。为了解决这个问题,一方面需要法线贴图,在光照上产生3D感;另一方面需要一张额外的深度图,这样在贴上贴花的时候能有一些扰动,更加真实。

举个简单栗子,一张桌布平铺在桌面上的效果,和铺在有孔的桌面上的效果肯定是不同的;在孔的范围内,桌布会有一定的“延展拉伸”,相当于贴图产生了一定的形变。如果依然是和原来一样平铺开来,就算有法线贴图产生的光照变化,依然会让人觉得有瑕疵。

Using Decals for Destroyed Structures

原文作者的链接需要登录才能打开,我找了个还是中文版本的

文章主要就是介绍了透明混合的贴花,做法是在原来的模型上复制出一部分几何模型,然后指定好对应的贴花和法线贴图(只用贴花的话,光照效果是不对的),最后在边缘处和原模型透明混合即可。

ce-decals-destroyed-structures

原文链接