救贖之地【虛幻引擎開放日】《救贖之地》角色PBR工藝全揭秘，吸引來一位“重磅”神秘玩家…

發(fā)布時間：2024-11-13 11:11:52 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：救贖之地—麗

救贖之地【虛幻引擎開放日】《救贖之地》角色PBR工藝全揭秘，吸引來一位“重磅”神秘玩家…如下：

各位hero大家好，《救贖之地》在A測結(jié)束后，有幸參與了一個神秘的交流會：2019虛幻引擎技術(shù)開放日Unreal Open Day，在交流會上，我們收獲豐厚，不但和世界各地的Unreal引擎開發(fā)者交流見解，還以《救贖之地》為例，由我們的高級藝術(shù)總監(jiān)陳卓先生上臺分享了UE4移動端角色PBR材質(zhì)渲染經(jīng)驗，讓大家更加了解這款游戲。

Unreal Open Day 是由 Epic Games 中國傾力打造的面向虛幻引擎開發(fā)者的技術(shù)分享活動，是引擎行業(yè)規(guī)格最高、規(guī)模最大、陣容最強的年度盛會之一。悠米互娛從創(chuàng)立之初就專注于最高品質(zhì)的次世代手游研發(fā)，在UE4引擎上積累了長期的使用經(jīng)驗，并搭建自主開發(fā)框架Faith Framework，在《救贖之地》中，我們基于自研框架打造出比肩主機級畫質(zhì)的場景和體驗，這得益于對虛幻引擎技術(shù)的理解和掌握。今天整理出來，跟各位Hero分享，我們的角色品質(zhì)是如何打造的。

一、角色PBR材質(zhì)的品質(zhì)要點

【材質(zhì)渲染效果關(guān)注點】

立項之初，我們做過復(fù)雜程度很高的材質(zhì)，實踐證明，在前面最好不要投入太多的注意力在拓展材質(zhì)算法上，而應(yīng)該多花一些時間和精力在UE4封裝好的基礎(chǔ)的PBR渲染下材質(zhì)的表現(xiàn)效果上，這個更重要一些，這方面我們也是走了一些彎路。

【角色風(fēng)格】

我們的角色風(fēng)格，是美型的造型，加上偽真實的材質(zhì)。美型的造型，因為今天我們不主要聊風(fēng)格，所以兩個關(guān)鍵詞一帶而過，就是高顏值，加標(biāo)準(zhǔn)九頭身。偽真實的材質(zhì)我們重點解釋一下，偽真實的材質(zhì)是介于卡通材質(zhì)和真實材質(zhì)之間的一種材質(zhì)形態(tài)，它不像卡通材質(zhì)，會高度概括材質(zhì)細(xì)節(jié)；也不像真實材質(zhì)，會表現(xiàn)過多的歲月痕跡及使用痕跡，當(dāng)然也不是完全沒有，會控制在一個合理的范圍之內(nèi)。

【材質(zhì)制作規(guī)范】

我們的材質(zhì)制作規(guī)范嚴(yán)格限制了敏感區(qū)域的材質(zhì)取值頻率，并且對常用的非金屬材質(zhì)光澤度取值范圍進行了整理和歸納，我們重點說一下這個材質(zhì)制作規(guī)范是怎么來的。一開始我們就發(fā)現(xiàn)，不同渲染器渲染效果是有差異的，外部渲染器我們以SubstancePainter內(nèi)置的Iray渲染器為例。

Iray渲染器的渲染效果只與環(huán)境有關(guān)，也就是最近熱度比較高的光線追蹤；而UE的渲染呢，無論是Shadermode4、5的PC渲染，還是ES 2、3的移動渲染，金屬材質(zhì)的表現(xiàn)效果與天光無關(guān)，除了高光的那一點受方向光和點光源的影響之外，其余全由環(huán)境來決定，也就是反射球。而非金屬材質(zhì)呢，則由天光、環(huán)境光、方向光和點光源共同決定的。

這完全就是兩套不同的渲染算法，所以有出入是必然的。那我們又有強行統(tǒng)一的需求，統(tǒng)一氣質(zhì)，不是統(tǒng)一效果。我們還是期待在靜態(tài)渲染器中可以有更好的表現(xiàn)，用來滿足我們渲染宣傳素材的需求，這也是為什么我們要統(tǒng)一的原因。這是我們和黑鯊合作英雄的渲染效果圖，所以我們不會做閹割外部渲染器算法這種事情。

在這種情況下，我們使用了抽樣統(tǒng)一對比法

具體的做法，是在：

金屬度為0，光澤度為0.4的情況下統(tǒng)一照明環(huán)境，我們認(rèn)為這是標(biāo)準(zhǔn)非金屬；

金屬度為1，光澤度為0.1的情況下，統(tǒng)一反射環(huán)境，我們認(rèn)為這是標(biāo)準(zhǔn)純金屬，純錫、純銅、純鐵、純鈦。

于是，我們得到了角色展示界面的光照策略：

天光照亮世界，方向光和電光源無論主輔提供基礎(chǔ)照明，反射球提供反射環(huán)境。

以及一套三個不同渲染器下的材質(zhì)表現(xiàn)模型。

在三個不同渲染器下材質(zhì)表現(xiàn)模型的基礎(chǔ)上，我們仔細(xì)進行了差異性總結(jié)，基本上就是在邊緣區(qū)域和極限區(qū)域會表現(xiàn)出來比較大的差異性。然后再結(jié)合我們的目標(biāo)，我們的目標(biāo)是得到的這套紋理，是一套可以通過調(diào)節(jié)參數(shù)的方式，兼容不同渲染器效果的色值集合，那首先要做的事情，就是嚴(yán)格限制差異性較大區(qū)域的材質(zhì)取值頻率，并且對常用的非金屬材質(zhì)光澤度取值范圍進行整理和歸納，同時，對金屬材質(zhì)和非金屬材質(zhì)的光澤度進行微調(diào)。

另外值得一提的是Specular這個參數(shù)，在UE4中是有效的，并且需要單獨制作，它決定了非金屬材質(zhì)對光的敏感程度。再有金屬材質(zhì)這個參數(shù)是無效的，所以習(xí)慣上在制作的過程中這個參數(shù)我們要歸零。

【材質(zhì)搭配原則】

我們的材質(zhì)搭配，符合6 3 1原則。

具體的內(nèi)容：

6 無論哪種形態(tài)自以為是材質(zhì)，我們希望它占比要過5，最好能到6。

3 其余所有輔助材質(zhì)的集合，我們希望占比要過3，并且同時符合6 3 1原則。

1 特殊材質(zhì)及挑亮功能的材質(zhì)，占比不能超過10%，因為這些材質(zhì)我們往往要去特殊區(qū)域取值的。

在這套原則下，我們鼓勵盡可能多的材質(zhì)豐富進來。我們?nèi)康慕巧ぷ髁鞫际窃谶@套原則下產(chǎn)出的。這是我們自動人形麗幕府將軍皮膚的概念設(shè)計（我是不是暴露了什么？），我們可以看到她的材質(zhì)搭配方案，是以日式和風(fēng)涂漆掛甲的甲片為主的一套材質(zhì)搭配方案。

二、角色PBR材質(zhì)表現(xiàn)

?【基礎(chǔ)PBR材質(zhì) 金屬：未來科技納米戰(zhàn)甲】

塑造敏捷性英雄，大面積的金屬鎧甲覆蓋，又要不失靈活性和輕便型，那這種材質(zhì)則是首選。它重量輕，幾乎消滅了一切繁重鎧甲的弱點。穿戴速度快，平時化為金屬顆粒藏于體內(nèi)，戰(zhàn)斗需要的時候析出體表形成戰(zhàn)甲，這是非?？岬?，所以我們的角色展示界面也會重點體現(xiàn)這些細(xì)節(jié)。再有就是材料的變形能力，可以滿足多種功能的需求，包括但不限于武器變形以及鎧甲的再生修復(fù)功能。最后搭配碳纖維的緊身衣，凸顯科技感。

?【基礎(chǔ)PBR材質(zhì) 皮革：修身亮漆皮】

漆皮是一種具有強烈視覺感受和風(fēng)格特征的材質(zhì)，具體的做法是用淋漆的工藝加工皮革表面，使之色澤光鮮。那我們來拆解一下這種強烈的視覺感受，我們認(rèn)為強反射和修身褶皺是構(gòu)成這種強烈視覺感受的主要因素。強反射保證強對比關(guān)系，以及細(xì)節(jié)豐富度。修身褶皺則體現(xiàn)人體曲線的美感，其實就是給人一種特殊材質(zhì)的人體美感，UE4示例工程里的搪瓷小白人也是同樣的道理。

?【基礎(chǔ)PBR材質(zhì) 皮革：真皮大衣】

男士真皮大衣，我們選擇牛皮作為原材料，然后從光澤感、褶皺、紋理三個角度來詮釋。強對比關(guān)系要做就做到極致，所以我們在黑色牛皮大衣的基礎(chǔ)上加上亮光二字。固色工藝決定皮革表面光澤度。固色劑的主要功能，是防止皮革褪色、增強皮面耐水性、調(diào)整皮面光澤度。我們想要的這種亮光皮的效果就是使用了100%亮光固色劑固色的效果。褶皺有豐富細(xì)節(jié)、制造疏密、強調(diào)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折、交代使用痕跡等特點。

不同皮質(zhì)褶皺效果不同，這個在雕刻的過程中要重點體現(xiàn)。豬皮最硬，褶子最大，羊皮柔軟褶子細(xì)膩，牛皮介于兩者之間?？紤]到獵魔人常年獵魔在外，肯定不會做皮革養(yǎng)護，浸水浸油都會使皮革變硬，所以我們雕刻的也會更硬一些。紋理則是以牛皮皮膚紋理為主，提供基礎(chǔ)細(xì)節(jié)。以及一些使用造成的紋理，這些紋理構(gòu)不成褶皺，它可以豐富細(xì)節(jié)、豐富疏密關(guān)系、交代使用痕跡。

【特殊材質(zhì)：皮膚】

說到皮膚，次表面散射則是高級的代名詞，移動端我們只能模擬。在保證移動端可實現(xiàn)行的情況下，我們把皮膚的次表面散射效果拆解為幾個特征：首先是全局的次表面效果，具體到每一個毛孔，都會有光線反射出來。然后是薄的區(qū)域的次表面效果，以及毛細(xì)血管豐富區(qū)域的次表面效果。

根據(jù)這些特征，我們設(shè)計了解決方案：

1.首先輸入一個三元向量作為光源方向，計算光源方向和模型頂點法線的點積，計算結(jié)果用來區(qū)分受光面。

2.輸入一個全局的次表面散射紋理，以自發(fā)光的形式，在受光面模擬全局的次表面效果。

3.輸入一個Thickness紋理，以自發(fā)光的形式，模擬比較薄的區(qū)域的次表面效果。

4.在AO的基礎(chǔ)上稍作調(diào)整，同樣以自發(fā)光的形式，在受光面模擬毛細(xì)血管豐富區(qū)域的次表面效果。

5.最后整體調(diào)節(jié)這些效果，找到一個比較舒服的皮膚的狀態(tài)。

?【特殊材質(zhì)：頭發(fā)】

人頭發(fā)的造型是非常復(fù)雜的，平均每個人有十萬根以上的頭發(fā)，那這些頭發(fā)在光的作用下效果也非常豐富。在移動端我們不可能把每一根頭發(fā)都表現(xiàn)出來，這就需要用一些特殊的方式來模擬這些豐富的高光效果。默認(rèn)光照肯定無法滿足我們的需求，我們要自定義高光的位置、寬度、顏色及強度，我們要豐富高光的細(xì)節(jié)。

針對這些目標(biāo)，我們設(shè)計了解決方案：

1.首先，輸入一個三元向量作為光源方向，計算光源方向和模型頂點法線的點積，計算結(jié)果以UV的形式輸入到一個漸變紋理中來，制造高光。

2.添加調(diào)節(jié)節(jié)點，使高光的位置、寬度、顏色及強度可以控制。

3.輸入一個Noisy紋理，添加一個UV偏移，豐富高光細(xì)節(jié)。

4.最后重復(fù)三次，整體調(diào)節(jié)這些高光效果，區(qū)分主次。

5.再有就是我們使用了一個DitherTemporalAA節(jié)點制作頭發(fā)的半透明效果，這是一個使用Mask形式模擬半透明效果的節(jié)點，它可以節(jié)省一些性能開銷。

【神秘玩家現(xiàn)身】

以上就是以《救贖之地》為例，在Unreal Open Day進行的演講內(nèi)容，分享了UE4移動端角色PBR材質(zhì)渲染的經(jīng)驗。《救贖之地》基于UE4引擎打造，在工藝上下了很多功夫，在今年的引擎開放日上也收獲豐富，吸引到大家的目光。在眾多“硬核玩家”中，我們發(fā)現(xiàn)了一位神秘的身影，他專注的樣子特別可愛~

這個熟悉的背影，就是Epic Games創(chuàng)始人兼CEO Tim Sweeny先生，今年的虛幻引擎開放日，Tim Sweeny先生以State of Unreal作為第一個主旨演講，為本屆虛幻引擎開放日的精彩議程拉開了序幕，也帶領(lǐng)眾多虛幻開發(fā)者回顧了過去一年的成果與進步。

Tim Sweeny先生可以在交流會上了解《救贖之地》并予以贊賞，是我們的榮幸，也是對《救贖之地》產(chǎn)品品質(zhì)的認(rèn)可。使用UE4引擎使我們在追求高質(zhì)量產(chǎn)品品質(zhì)的過程中，得到了非常大的助力，我們十分感謝。同時，品質(zhì)也是有別于風(fēng)格的，做風(fēng)格是審美驅(qū)動，可以仁者見仁，但是做品質(zhì)是絕對的，就好比所有得以傳世的工藝美術(shù)作品，Idea是一方面，品質(zhì)上一定是上乘之作，這是《救贖之地》正在努力的方向，也是前進的目標(biāo)。此番開放日能和Epic Games合作，并吸引到Tim Sweeny先生這樣的神秘“硬核玩家”，是對我們極大地鼓勵，我們來年再會！