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西山居揭秘NO.5:剑3黄衫讲述剑侠叁3D引擎(图)

(2008-09-08 10:17:53)
标签:

杂谈

  作者:西山居工作室/剑网3/程序 黄衫

  编者按:西山居作为国内知名的游戏工作室,十余年来积累和沉淀了很多东西,无论是美术还是策划或程序或测试,无论是早期的《中关村启示录》、还是现在的《剑侠情缘》系列。金山官方博客将会邀请西山居美术、策划等同事为我们分享游戏制作过程中的点点滴滴。希望通过这些,能够让大家更多地了解到游戏是如何“炼”成的,也希望通过此,为有志于游戏行业的朋友们提供一些指导和建议。

  本期我们有幸邀到了剑3的程序黄衫来为我们讲述“剑侠叁3D引擎”。

  剑侠情缘叁为什么要自己开发引擎?

  剑侠情缘叁是西山居的第一款全3D网络游戏,使用的是我们自主开发的剑侠叁3D引擎。也许有人会好奇的问:市面上有这么多的游戏引擎,为什么不选择成熟的引擎而要选择自主研发呢?你们真的有信心能做的出来?这个问题就需要从金山的传统说起了。金山是一个以技术立业的公司,我们的核心竞争力在于自主研发能力。从WPS到毒霸再到剑侠情缘网络版,都是从无到有,自主研发出来的。全3D网络游戏代表着网络游戏的发展趋势,而其中的核心技术之一就是3D图像引擎。3D图像引擎技术的理论基础是计算机图形学,这是一门成熟的学科;而在开发剑叁3D引擎之前,我们使用过一款商业化的引擎,在技术上有了一定的积累。有了理论的指导和实际的经验,我们对自主开发并完成一款3D引擎有相当的信心。我们也希望通过引擎的开发建立一支稳定高效的团队。在剑叁引擎的开发过程中,我们的团队始终保持着对技术的不懈追求,不断的完善着3D引擎的功能和效果。同时通过和美术策划同事的合作,我们在引擎相关工具的制作上也积累了大量的经验。这些收获为我们今后追求更高的目标打下了坚实的基础。

  我们做了什么?

  从立项到现在,剑侠情缘叁经过了多年的开发。在这漫长的过程中,我们都做了些什么呢?我们主要的工作包括3D图像引擎和相关的工具的开发。

  图像引擎的作用,是把抽象的数据转换成图像显示到屏幕上。剑叁采用的是由多张地图组合成为整个游戏世界的方式。我们把每张地图都称为一个场景,玩家的人物就在各个场景中活动。场景由多个部分组成,比如说大地我们称为地表;地上的房子、树、城墙什么的,被称为物件;玩家的人物,NPC等活动的元素,被称为活动物件。3D引擎的作用,就是组织好地表和分布其上的物件和活动物件,把它们按照策划和美术同事的设计完美的显示出来。

  在剑侠情缘叁开始之前,我们做了一个小的演示程序。这个演示的主要目的是测试一些关键的技术是不是可行,效果如何,并且为美术同事制定美术元素制作规范提供参考。当时,剑侠情缘叁是一个采用传统2D游戏斜45度视角的游戏, 所以我们的演示程序也是按照这个要求来做的。通过这个Demo,我们主要测试了2D逻辑下的场景管理,3D模型和特效的显示,骨骼和顶点动画技术。

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技术测试的3D引擎项目炸弹人

  在这个Demo里玩家可以控制一个人物在场景里来回跑动,放置炸弹。玩法和以前FC上的炸弹人类似。当然这个Demo不是说剑侠情缘要做成这样的游戏,他的目的是帮助我们测试上面提到的关键技术,证实已知的方法是确实可行的。测试完成的相当不错,这些技术到现在的都还在使用中。

  有了良好的测试结果, 我们就准备开始大干一场了。在M1的期间(PS, M是指里程碑,是我们对项目一个目标阶段的说法),我们制作了地图编辑器和特效编辑器。有了地图编辑器,美术同事可以给地表刷上不同的图,表现出草地、沙地之类的变化,然后在刷好的地表上,摆放上房子、路灯、树等等物件,再加上NPC,一个基本的场景就完成了。我们就可以进入到场景里,活动活动腿脚,欣赏下美丽的风景,和NPC做做友好的交流;有了特效编辑器,我们就可以制作火焰、雨雪、水花这些华丽的效果,把这些东西也放到场景里面,画面就显得更有生气了。

  随后我们的工作主要是一些修整和完善。等到WOW推出之后,我们发现2D方式的斜45度视角和WOW的全开放视角比起来,在表现力和游戏体验上都有相当的差距。所以整个项目组在讨论之后,在剑侠情缘叁M2.1的时候作出了一个重大的决定。我们放弃了斜45度锁定视角,转而采用全开放的视角。

  这个决定对3D引擎的影响是巨大的。本来我们采用斜45度视角只要把以前2D游戏的场景管理方式稍加修改就可以了,但改成开放视角之后,需要采用全新的场景管理方式。更要命的是,这个变化不只影响到我们3D引擎, 还影响到美术的的制作。

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M1时的剑叁3D引擎截图

  对程序来说,3D场景的管理,是有着成熟的技术理论的支持的。经过一段时间的努力,我们完成了程序上的调整。但是这并不代表整个项目调整的完成。全开放视角对美术的场景制作的观念也带来了巨大的冲击: 以一个房子来说, 在开放视角下,玩家可以从各个角度各个距离观察这个房子,而以前45度锁定视角,玩家只能在一个固定的角度和有限的距离范围内来查看。这就对房子的制作精度有了更高的要求。很多美术之前出于效率考虑采用的优化方法,比如说只制作能被看见的部分,就不能再被使用了。

  开放视角带来的另外一个问题,是可视距离增大带来的场景复杂度的上升。以前斜45度视角只能看到有限的范围,而开放视角之后,如果在平视状态下,视野范围会比以前大很多倍。在程序上,我们采用了LOD技术来动态的调整场景的复杂度,以达到效率上的要求。而对美术来说, 场景的规划比以前有了更高的要求,把很多的东西集中的堆在地图某些区域之内是绝对不被允许的。 如何合理的规划一张地图上的物件,物件应该如何制作才能在画面效果和运行效率间找到平衡, 这些都是急需解决的问题。

  因为美术同事也是第一次制作全3D的地图,缺乏全3D场景的制作的经验。所以他们也做了一个Demo,一张模板地图。最终的选择是剑侠情缘叁的新手村地图。就好像玩家今后都诞生于新手村一样,我们其他所有的地图也都诞生自新手村地图。通过这张地图的制作,美术同事总结出了地图制作和物件制作的规范。那个过程是痛苦而快乐的。痛苦在于很多之前的美术工作被完全的推翻和制作上作出的许多调整;快乐在于开放视角带来的全新游戏体验:忽然可以看到一个广阔的空间的震撼,是每一个从锁定视角游戏过渡到开放视角游戏的玩家都难以忘却的。

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M2.1改版之后的剑叁3D引擎

  在程序的调整完成之后,我们的程序员爆发出了旺盛的创造欲望。那时显卡的可编程管线技术已经比较普及了,所以我们修改了3D引擎,正式加入了对可编程管线的支持。对于热爱画面表现胜过一切的3D图像程序员来说, 这就好像打开了通往新世界的大门。基于贴图模板的四层地表贴图、法向量贴图、水面反射、全屏幕特效、环境光阻挡图, 预渲染阴影图、柔体,剑侠情缘叁的画面就像从侏罗纪公园回到了现实中。

  在那之后一直到现在, 3D引擎组除了继续美术工具的制作之外,提高渲染效率和效果的变成了我们的主要工作。

  更高的渲染效率,意味着图像引擎可以承受更高的场景复杂度,也就是说可以在场景里面放置更多的东西, 让画面显得更丰富,从而提高整体画面感觉。在这方面我们通过优化场景管理和渲染流程, 并采用了一些DX9的新技术,效率得到了显著提升。然后我们充分使用了这部分优化带来的空闲性能,实现了大规模地形植被(地上长满了各种各样的植物),动态光影(从此不再只有刀光没有剑影了), 并整合了物理引擎(长袖飘飘的效果)。

  在美术的工具上,在完成基本功能之后,我们的工作重点放在了工具的易用性上,主要的方向是制作工具的自动化。举个例子来说,比如需要在地图上的两个地方之间勾出一条道路。以前的做法,是美术用类似画笔的工具在这个路线上画上道路的贴图。设想一下,如果两个点之间有一公里远,那么美术同事就需要用笔刷一点点的涂完这个一个公里的长度。如果有这样一个工具,只要在两个点之间连一条线,并在两点之间根据需要设定一系列的关键点,然后点“确定”,瞬间就可以自动生成一条连接两点,并且经过所有关键点的道路,世界会变得多么美好。

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目前的3D引擎效果

  剑叁3D引擎的历史到这里基本上就介绍完了,更多的历史在等待着我们去书写。剑侠情缘叁背负着西山居的光荣与梦想,体现着金山对技术的执着追求,能够参与这样一个激动人心的项目,是我们每一个人的荣幸。

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部分同事在去年愚人节剑叁发生大头事件的合照

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