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UE5动漫城市项目Anime Tokyo的创作经验分享

2023-07-18 11:22 作者:3ru  | 我要投稿

大家好,我是Yan ru,是一名环境及灯光艺术家,也是一位游戏开发者。在这篇文章中我将向你介绍一些关于我的项目Anime Tokyo的思考和制作过程。

这篇文章来自我在Games Artist上发布的英文文章,这边是中文版本,网站图片可能会有压缩,需要查看文中原图可转去原文网站。

原文可见 https://gamesartist.co.uk/anime-tokyo/

A站 https://www.artstation.com/yan3ru

介绍

首先介绍一下这个项目,我计划了一款独立游戏,使用虚幻引擎5进行开发。在4月我展示了一些早期的环境工作,名为Anime Tokyo。因为目前还是不太完善的状态,所以我只在我的Artstation及B站里发布了一个可下载的预览demo,它营造了一个卡通氛围的城市,原型来自现实世界的东京涩谷街头,可以操纵角色浏览场景以及切换不同情境。目前的版本有许多不足的地方,也有一些亮点,如果你对此感兴趣,或者想要做一些类似的事,可以下载查看。这个项目包含了许多的内容,我将着重从环境方面来介绍。

Anime Tokyo的Steam页面也可用了,可以先加入愿望单,待到一个完善的版本就可以在这里下载。

https://store.steampowered.com/app/2408030/Anime_Tokyo/

这是一个免费的体验项目,未来还会更新一些内容,关于此的正式游戏会以另一个项目存在,我会在我准备好的时候再介绍它。

准备与参考

在开始时,我寻找并在Pureref加入了一些城市摄影图片作为灵感,它们很好地表现了摄影师们是如何捕捉城市的。接着是一些未经过太多调色处理的路摄照片,目的是让我了解街道原始的样子。另外还有一些2D画师的作品以及来自新海诚先生导演电影的截图,还有一些游戏作品,比如Persona(女神异闻录)系列。通过这些参考,我可以尝试着了解有经验的制作公司的工作者以及艺术家们如何创建美丽的卡通感作品。

这些参考可以为我带来许多想法,但是一个3D的城市显然需要更多的参考,至少应该涵盖多个角度。对此我最常用的是Google的在线街景地图,他们在这里拍摄了非常多的角度,甚至还保留了许多不同时期的照片。因为许多地方的投放广告是经常变化的,所以通过不同时期的对比你会更清楚这个地方的用途。比如我通过查看了不同时期的照片,发现某个地方都是公共宣传广告而非商业广告,就会在设计贴图时注意这一点。

我使用了一个3D城市模型导入插件PLATEAU,导入所用的GML格式文件是公共开放使用内容,由日本国土交通省提供,包括了无人机在东京及其他日本城市采集的数据,可以用于创建城市模型。虽然是一些粗略的模型,但作为3D的布局参考是非常直观的。

这是由PLATEAU在引擎内创建的模型,这些模型我只将其作为制作过程中的参考来使用。

在当时使用的时候,这个插件还需要从Github下载,现在它已经发布在虚幻商城了,可以更方便地直接从这里安装。

https://unrealengine.com/marketplace/en-US/product/plateau-sdk-for-unreal

比较建议使用离线的GML数据导入模型,在线数据目前不稳定也不完善,并且根据网络情况可能下载速度不理想。离线数据可以从这里的网页下载。

https://www.geospatial.jp/ckan/organization/toshi

按照PLATEAU插件文档的说明完成设置后,就可以从地图中选取区域加载模型。

模型与布局

这个项目中的许多建筑来自NoneCG工作室的SHIBUYA商业模型,虽然是在10年或更久以前创建的,但遵循了准确的比例,我对照着近年的涩谷进行了一些再编辑,然后把这些模型投入了使用。我另外在3ds max中创建了一些街道中的建筑及道具,由于数量较多,我通常使用较快速的方式完成,UV大多数使用BOX映射,很方便并且效果也能满足,一些墙面、地面的贴图通常都是四方平铺的,可以在不同的建筑或物体上随意复用,少数情况也许会将一些建筑的贴图烘焙成单张混合贴图,一般适用于一些不会近距离观看的建筑。

关于模型的大量工作还在于整理和分层,我首先确定了静态的物体,将它们分为了几个大的类别:建筑、道路、绿化、路牌、交通灯、栅栏、细节等。然后为每个物体单独分配了命名,当在引擎中工作但发现需要修改模型时,也能更方便地回到这里寻找进行修改。

建筑是最重要的环节,为了便于引擎使用以及简化数量,我会在前期完成所有模型编辑,将建筑按照现实中的名字命名,以便区分。然后将整栋建筑合并为一个单体,并分配多维子材质。在这里我需要为Nanite或者其余需要做一些准备,比如玻璃应该是分离的,因为Nanite目前不支持半透明着色,不计划使用Nanite的东西就应该独立开,以便其他的物体能充分使用。一些需要经常编辑材质的物体也可以分开,因为多维子材质的数量是非常多的,这样比较方便编辑。

我单独创建了一个UE项目,用于导入模型,检查情况来查看是否可以投入使用。主要检查模型规范问题和多维材质分配是否正常。

越详细的检查工作越利于减少后续的烦恼,虽然我已经避免了一些,但我还是难免遇到了一些意料中的问题,比如在场景工作时发现了某个模型问题需要返回修改并重新导入,但由于有许多来自其余模型中的共用贴图和父材质,在修改完导入的时候不能以新的材质方式导入它,而需要再次一一指定,否则它会创建新的文件夹扰乱秩序,所以尽量在早些时候做好检查。

我另外还从OSM地图中导入了一些远处城市的建筑块模型,作为远景使用,之所以没有使用PLATEAU的模型,是因为他们的模型布线不太规则,所以并不适用。因为基于现实测量,这些OSM地图提取的块在平面位置上已经与原来的城市布局有了较好的匹配,但Z轴位置需要手动校正,我的方式是将他们提升至较高的位置,确保所有物体完全脱离地形,然后使用END键下落并匹配地形。这些块也是需要进行合并的,否则会因为数量太多而浪费不必要的性能。

在进行物体的合并工作时也需要备份原来的模型,我通常会使用一个单独的关卡来保存它们。

考虑到远景不能全部使用简单的块,所以我创建了一些大厦模型在远处穿插着重复使用,在开始时只有4种,之后增加到了8种。同样遵循之前的原则,为了使用Nanite,我将玻璃分开,然后在引擎中再使用蓝图合并在一起,这种合并方式并不会修改引擎文件夹中的模型本身,所以不需要备份。

复用模型是必须考虑的一个重要环节,计划会需要多少种路灯、多少种树木,以及其他所有能考虑到的物体,尽量制定一个严谨的计划,这不仅能让场景更高效率地运行,也能让你的工作流程更加顺畅。

接着开始导入工作,我在这个时候创建了一些相机以便查看,这是当时引擎中的的截图。

远景的建筑块也正常地工作,看起来还不错。

这个时候工作已经进行了3个月时间,其中包含大量的模型的编辑、整理、命名、分类、导入和检查的工作,难免有时会感到枯燥,所以我也做一些其他事情来放松自己,但也是一些有利于更好制作项目的事情,比如我会看在涩谷拍摄的电影,并对比老的电影以及新的电影,看看环境是如何变化的,以及人们都喜欢在这里干什么。

比如,下面的截图是2008年与2022年时期的涩谷景点忠犬八公像的位置,八公还是保持原来的样子,但旁边灌木被取消了,视线更加明了了。

材质与贴图

贴图制作是整个过程中工作量最大的部分,因为数量非常多,这通常是一些平面设计的工作,大部分在Photoshop中进行,一些是由手工排版字体和背景或使用手绘完成,一些由网页上的图片再处理使用,一些是通过提取照片进行加工的。

一些广告板图像也在Photoshop中进行设计,做这些事情时要确定想法,比如这个城市是一个轻松潮流和现代化的,或是遭遇某种变化后冷清的状态,现场应该是什么样子,存在怎样的看板图像,多想象然后运用到设计中。

一些商店招牌我会从照片中截取,进行透视校正以及颜色处理,然后用于场景中。

我的场景中有许多来自这些现实商店的图片,对于一些注册品牌其实涉及到一些版权问题,适当付费是个好的方式,NoneCG在这方面就提供了许多帮助,一些当地比较熟悉的品牌形象比如109或者大盛堂书店等等通过他们的方案可以合法地继续使用。但难免还涉及到一些其他的内容,这个时候确实需要一些快速的贴图制作方式,所以我查看了一些当地法律知识,然后做好计划继续制作,将这些贴图作为临时方案,在这次demo完成之后,再重新制作并替换这些贴图,不得不说这又是巨大的工作,如果你也在制作一个准备向人们发行的游戏作品,需要注意这些事情,只是顺便提一下。


接下来讨论一些让纹理更加接近动画处理的效果的工作,这适用于一些现实化纹理的转化,也可以另外选择使用SD之类的软件制作,方法有很多。

我从一些2D画师的工作中观察和学习了他们的方法。通常是进行一些模糊、涂抹和笔刷化图层,以及混合叠加图层的组合。

有时这些处理会丢失许多的细节,比如原有贴图上的文字已经变得无法辨认,这其实是理所应当的,有些物体的使命就是作为背景,而不应该让过多的信息干扰了玩家。

当然这只是一些例子,不是通用的做法,针对不同的物体时应该用不同的方式处理。当对某样物体应该如何去处理纹理感到困惑时,可以去看看一些2D绘画作品,或是那些通过照片处理的动画作品,许多日本动画会经常这么做。

在2023年的日本动画中,Bocchi The Rock!(孤独摇滚)是我很喜欢的作品,其中就有着很好的例子。

在场景中,有一些材质需要表现为纯净的颜色,比如下图中的红色瓷砖,我会将粗糙度设置为1,完全去除高光度,这样就不会受到反射的影响,许多材质都有类似的处理,保证色块的整洁与整体性。

在一些材质中,为了使它们更加显眼,我还使用了发光强度,即使它们不是发光的物体。与此相关的还有反射强度等设置,我还在树叶着色器中设置了超高强度的3S参数,场景中其实充满了不合理的材质,但通过适量的计划和设置,可以形成自己的艺术风格。

关于作假的材质,我还想说下这个场景中QFRONT大楼的玻璃材质的制作方法,整栋大楼都是由大面积幕墙玻璃组成,在测试下即使是光线追踪的情况下反射也无法保证清晰可用,这是我另外最终采用的方案,使用场景捕获2D功能创建360度的全景HDR图像,导出至Photoshop调整,然后再次导入为Cubemap在材质中加入发光通道使用,创建一种伪反射效果,再结合一些其他调整节点,比如菲涅尔,所有参数都得多试下找到合适的数值,不然看起来会非常奇怪。

这里有一个注意事项,Lumen在场景捕获2D中是无法捕捉到GI的,所以你需要先把光照方案设置先切换为屏幕空间,捕获HDR图像之后再次切换回Lumen。这是我在UE5.0.3中测试出的,不知道Epic是否会在之后的引擎中改进它。

完成后的反射效果非常好,带有一些风格化的感觉。由于使用了在固定位置捕获的图像反射,它有一些角度观看的限制,但非常适用于大面积的物体,因为由于人的渺小,玩家并不能快速地切换观看它的角度。

这种方式的更大好处在于节省性能消耗上,通用光照着色下的半透明材质是消耗最大的材质之一,这种玻璃使用Unlit着色,比普通的半透明+光照着色玻璃消耗小非常多,在着色器复杂度视图中可以看见明显的对比。

一些其余的玻璃中我也使用了同样的方法来制作材质。

场景中的一些地方,存在可播放视频的户外屏幕。我根据现场视频确定了位置、数量和类型。

我使用了虚幻引擎中的媒体框架功能,开启Electra播放器插件以及制作相关媒体材质,同时在对象上绑定了声音组件,最后在关卡蓝图中启用相应的播放调用,实现在场景中自动播放视频文件的功能。

关于媒体框架的使用,可以在文档中找到描述,需要注意的是请认真地阅读文件格式及编码要求,如果你的文件播放不正常,通常是由于这个原因导致的。对于媒体文件格式的处理我通常使用Format Factory,几乎解决了所有问题。

观察、思考以及编辑

接下来谈论一些我在编辑场景时的思考过程,在这个环节中我会经常查看开始时我提到的那些参考内容。涩谷是一个著名的地方,许多规划设计也很好,但我会进行一些主观想法的思考,抛弃或者改变一些东西。

举个例子,在地铁站出口旁的树我不太喜欢,它的形状不好看,而且枝叶过于茂盛遮挡了一切物体,所以在这些地方我会进行自由发挥,不考虑实际是怎么样的。

最后完成图如下,我将刚才提到的树更换为了樱花树。

我还会观察街道中有些什么东西,以及他们是如何摆放的,比如一些自行车。

比如自动贩售机和墙面上的涂鸦。

在一些餐厅的门口,有商店专用的外送摩托,也有公用的自行车。

多看看这些细节以帮助自己更自然地去布设场景,但显然完成所有的细节是不可能的,所以这是一个取舍的问题,不能放得过于满满当当,那样一般会很混乱,只是毫无美感的“丰富细节”。但也不能过于空旷,让观者感受不到一点生活的感觉。


在过程中通过添加一些小符号,打破一下这个地方的秩序感,可以增加一些趣味性,我通常会使用贴花来做,比如下面的涂鸦。

我制作了另外的现实与游戏的对比图。

照明与后处理

我为场景设置了三种照明,分别是晴天、阴天以及高饱和光照。其中晴天和阴天都是使用非常简单易用的灯光搭配,最后一种特殊光照则会复杂一些。

这里的晴天照明主要来自定向光和天空光,以及非常轻微的高度雾,只是在少数黑暗的地方添加了一些额外的补光。

这是我设置的第一个版本的灯光,与最终版差异已经很小。

我认为第一重要的是灯光强度之间的关系,需要来回调整它们让画面保持正确的素描关系,以及适于观看的曝光值。

除非是受到太多遮挡,或出于特别的艺术表现目的,晴天的城市中背光面不会太暗。一些动漫感的城市作品还会加强暗部来弱化明暗关系,使画面中的几何或线条的构成更加突出,营造一种类似漫画的视觉效果。比如下图,来自Omorphia Visual的作品。

在晴天中我会格外注意阴影的明度和饱和度,这是一张滤镜化的照片,阴影被调整为比平常饱和更高的蓝色,能带来令观众更加放松的情绪。

在我的过往作品中,我已经注意到了这种令我感觉到有意思的东西,并按我自己的方式着手处理。我会将亮部的颜色调得更暖,如果查看红框中的这些地方,会发现非常强的冷暖对比色。

在这个项目中,我继续使用了类似的方法,可以看到地面上有着明处与暗处的颜色冲突。

阴天情况会略有不同,但也是简单的组合,天空的光照会负责大部分工作,定向光被减弱到极低的数值,并且阴影设置得非常模糊,通常情况下,配合一些下雨的效果的阴天容易更出彩,也是我正在考虑去做的事。

接下来是我设置的一种高饱和照明,这更像是一次尝试,许多人也许都见过类似风格的作品,一般出现在2D绘画中,重心更像是一些颜色的碰撞艺术,而不是其他的场景或人物的设计。当然,其他的设计也可以很出色,但在这种情况下,颜色对于观众是第一敏感的,他们第一眼就会注意到这些不现实的颜色。

我想在引擎中尝试这种有意思的风格,并花时间寻找了是否已经有过尝试制作这样风格的实时作品,但看起来似乎没有,所以我只有没有任何指引的情况下自己来回摸索了。

通过尝试得出一些漂亮的颜色是比较令人兴奋的,但最大的困难并不在这里,这是一个可以供玩家运行的场景,需要考虑每个视角,所以如何在这样的情况下仍然保证颜色之间的协调性是最大的难关。

为了达到目的,我添加了5个定向光,使用不同的角度和强度来混合,在编辑器视图下可以看到存在着一些不合理的照亮方式,但是在玩家运行时不会注意到。

多个定向光增加了许多消耗,大约降低了2.5ms渲染速度,好在这个场景中可以接受这样的改变,但这仍然是一个不得已的方法,我认为会有更好的方式,也会继续尝试。


然后说一下我使用的后处理设置,仅供参考。其实只是尝试并应用了一些简单的参数配置,也没有必要复制我的设置,因为这不是通用的,每个项目有自己的合适的设置,在我的不同的地图下参数也是不同的。

首先是Bloom,这是一个非常重要的设置,通过观察那些日本商业动画你会发现他们非常强调Bloom效果。虚幻中的Bloom只有两种计算模式,通用和卷积,而卷积在游戏中基本是从来不使用的,所以专注这里的这些通用模式下的参数并多加尝试就好。

然后是一些轻微的曝光校正,颜色偏移值,以及局部曝光设定。这里的局部曝光是比较重要的设置,如果你不想使你的场景有太多黑暗的地方,可以在这里快速设置以改变,但不要太依赖这里的设置,这只适合一些轻微的调整,如果你感觉到场景中的素描关系不正确,还是建议首先从灯光的设置着手。

我还设置了Lens Flare纹理,UE中的默认Lens效果不太好,通过不同的纹理设置可以得到一些风格化的效果,同样地多尝试然后选择认为适合的就好。

颜色分级也有一些参数调整,但是实在太过轻微,所以就略过这项。

最后一项是后处理材质,许多人问我是否在后处理中应用了一些特殊的着色,其实并没有,我只应用了一个非常简单的描边材质。

下图是所有后处理完全关闭与开启的对比。

其他设置

这里大概描述一下我其他大概还做了哪些事,这篇文章的重点是环境,我只简单提及一下其他系统。

我使用了植被系统,但不仅仅是用来布置树木,还有一些街道上的其他道具,比如路灯,警示牌等等。

根据之前提到的,由于这是一个以自由视角运行的场景,需要顾及玩家跑来跑去时观看的所有角度,所以关于此需要做的事你应该已经猜到了,布置好玩家在身处这个城市时所有能看到的地方,即使是一些他们无法到达的地方。一些开发者通常会在远处使用一些面片和贴图,由于开启了Nanite所以我在所有地方都是使用的模型,听起来很省心,但是还是需要做好计划,多使用实例,否则Nanite也拯救不了帧数。

关于角色的设置,我使用了VRM4U插件,以及一些第三人称角色蓝图的通用设置。VRM4U是结合Vroid使用的插件,Vroid是一个很便于制作卡通角色的软件,场景中的角色都是使用它制作的,包括游玩的角色以及街上的路人,他们许多都来自Vroid Hub(一个开放社区),许多制作者上传自己创建的人物,并且有一些提供了二次使用的权利。VRM4U有配套的卡通渲染着色方案,可以在UE中使用,另外还有骨骼和物理方案,但不太适用于游戏。这是VRM4U提供的卡通渲染,由于在多个光源中表现并不太好所以我没有使用,在这个Demo中只是用了一个临时的PBR方案,所以人物的着色系统也是我需要去解决的问题。

主角的物理模拟使用了AnimDynamics方案,这是一个简便但很好用的系统,使用节点即可分别定义某段骨骼的物理运算,我分别在头发、背包、衣服上进行了设置。

我使用蓝图设置了场景中运行的汽车和人群。只是一些很简单的功能,这也是一个仍需要去改进的系统。

最后剩余的是一些关卡设置、UMG、性能和文件优化的工作,还有许多次运行测试。也是些很麻烦的事情,涉及到非常多知识,我目前在这些方面专业程度也不太够,所以不加以介绍了。不过如果你也在使用虚幻引擎5的话,可以多看看《堡垒之夜》开发团队的文章,他们介绍了很多在项目中使用的经验和注意点。

 

从反馈中思考缺陷

经历了六个月的时间后,我在Artstation、Youtube、Bilibili上发布了这些工作。实际上我比较想等待做到更好的时候再发布,但经过考虑之后,我觉得不能一个人从头到尾自顾自地做,我想听听他人的看法后再继续,我也需要学习更多的知识,否则无法再做得更好。

所以在发布这些内容之后,我决定暂时停止这个项目的制作,学习一些新的东西,在这段时间里看看人们的评价,其中有好的建议,也有批评。一些艺术家通常会鼓励我,一些游戏开发者也提出了友善的关于改进的建议,不过我接受到最多的评价是来自玩家们的,赞美很多,但批评大多数也来自这里,因为玩家的要求显然是更严厉的。有时我也会因为不友好的人以及非常外行的评论影响情绪,但很快会平复心情,然后把时间接着用于学习。

无论好坏,这些看法对我来说都是很宝贵的东西。玩家的反馈是无比重要的,因为他们是受众对象,一些专业人士的建议也让我学习到更多。但作为一名创作者和开发者来说,听取他人的意见和坚持一些自己的想法都很重要,这是一个需要去平衡的工作。

 

制定下一步计划

通过这些反馈,我在自己的工作表中列出了一些玩家经常提到并可被改进的的缺点:

1.人群的数量、自然程度不足。

2.一些卡通感的营造不足。

3.地图需要更大的可探索面积。

4.街道道具的丰富程度不足。

5.性能。其实现在也不算坏,但有很大的优化程度。

Anime Tokyo只是一个开始,它的定位为一个免费的环境体验项目,这些环境最终被包含在另一个完整的游戏中,我也在进行其他的计划:

1故事、世界观、人物关系设定。

2.其他的地图。

3.少量战斗的策划。

4.演出设计。

完成这些事还需要很长的时间,也许一年,也许两年,也许更久。提升自己是很漫长的过程,但当你真正发现自己有所进步时,那种兴奋的情绪是很难忘的。


结语及建议

最后我想说一些关于创作艺术或者游戏作品的建议。新的事物、新的技术、新的艺术一直都在不断出现,学习是一个持续并永远不会停止的过程,在这个过程中我受到了许多人的帮助,所以如果我的建议可以帮助你那我会很开心。

首先,兴趣和热爱是必不可少的,如果没有的话做这些事情会非常痛苦,效率也是低下的。如果你不太确定,可以试着多玩玩一些好的游戏,看一些不错的电影或动画,感受一下它们的魅力,并且这些都是可以很好被融入艺术创作的。

我每天会花费固定的时间浏览网页,查看优秀艺术家们的新的作品或是技术展示,在我看来真的是很有趣的,经常也会学习到新知识,或者产生新的灵感,这是一个能让自己随时保持新鲜感的习惯。

你可以选择几个特别出色和适合自己去学习的艺术家作为偶像,然后将时间比例分配一下,多花费在这些人上,作为学习重点,比如在动画中我喜欢著名导演新海诚的作品,插画家中我喜欢Loundraw的画风,3D混合2D艺术家中我喜欢Arseniy Chebynkin。不要太多,不然可能会导致思维混乱。

关于游戏开发的知识,可以看看GDC或者其他一些公司的分享会议。我几乎看完了所有我感兴趣的GDC视频,非常有帮助,即使有一些公司的技术自己是无法做到的,也可以开阔视野。

最后是UE的学习建议,除了视频网站和文档以外,虚幻引擎的论坛是一个好地方,那里有许多教程,也有人分享作品,还有一些QA主题,遇到问题在那里提出经常可以得到帮助,还能查到一些现有问题的解决方法。

这些都是需要慢慢来的,总之多看多思考,许多事情对我来说已经成了习惯,我认为这样很好。

以上就是此次文章的全部内容了,希望你有所收获。如果你继续关注着这个作品的话,一定会看到一些更好的东西,下次再见。


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