（免费）《战神3》制作解析 运用尖端技术营造史诗感受 - [游戏特效参考资源]

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• 　专有名词部分的中译，笔者尽量使用网络所查到的一般译名；如果没有的话，就[size=1em]自己采用较贴切的翻译。
  　　GDC(GameDevelopers Conference，游戏开发者论坛)已经进入尾声。上个星期才经历过一次规模庞大的神秘海域2(Uncharted2)的技术检讨会，Digital Foundry(一个促进开放程序发展的组织)休兵一周，去好好地玩战神3。
  　　我们先前才报道过，Sony Santa Monica团队努力地针对战神3在先前E3试玩版上的视觉及效能的缺陷，进行彻头彻尾的改良。而这次的报导，我们将焦点集中在此：战神3是如何利用最尖端的技术，营造出史诗般的视觉感受和戏剧般的互动体验，进而让自己登上游戏史的顶点？
  　　整个游戏体验的核心，就是享受Sony Santa Monica团队营造出艺术般的优质表现。只要是玩过PS3战神合辑版的人，就会发现这款PS2的重制游戏，经过美工和技术成员的努力后，让它的画质和这个世代的游戏不分伯仲。而在战神3里面，无论是材质方面还是几何方面，都远超过他们先前的作品。利用Programmable pixel shaders(可程序化像数宣染)技术，强化材质和特效，使得它们迈向崭新的境界，进而拥有高水准的表现。这是一项真正的跨时代技术，也让新战神3的效能(根据frame-rate)和前作一样优秀。
  
  
  从影片里可以看到，战神3的FPS根据画面复杂度，维持在30到60之间(有开垂直同步)
  
  　　而在角色塑模、美术概念图和低阶网格图(low-polymesh)方面，是利用Maya进行初步的塑造，再将成品转移给3D塑模软体(如ZBrush)来做出基本的模型。将成品送给人物塑模师或动态技师前，还得先将这些模型的细节用影像软体(如Photoshop)描绘出来。
  　　主角奎托斯本身就是一个精致的模型。有趣的是，制作小组粗略估计，他的多边形数目低于35000－低于神秘海域2的主人公NathanDrake。即使多边型不是很多，制作小组仍然有办法让这位斯巴达战士看起来“美轮美奂”－多边型计算只是整体里的一项比较项目而已。
  
  
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  利用Z-Brush程序，搭配手写版和指示笔，让美术人员对创作作品赋予生命
  　　“在效能的前提下，我们尽量增加多边型。”美术总监Ken Feldman说，“印象中，这些角色使用的材质容量都很庞大，下肢、上半身和头部的材质大小为2048，每个角色都拥有法线、扩散、反射、光泽、环境遮蔽、表皮等等的渲染贴图。我们还使用层纹理(layered texture)增添表面的质感，并在需要的地方加上环境贴图。”
  　　“PS2的奎托斯大约使用5000个多边型，”Feldman说，“而现在的奎托斯大约用了20000个多边型。以前我们只在他身上使用三种材质，而现在则是二十种。目前他的动态资料量大约是以前的六倍，大约是2MB。”
  　　“如果把现在的奎托斯让两台PS2来运算，大概只能留下充满回忆的脚印。而且，现在的奎托斯总是身着华丽[size=1em]装备，还挟带许多的[size=1em]武器来切换使用，所以我们也得把这些配件给考虑进去。”
  　　一种名叫混合正交贴图(blended normal mapping)的新技术，可以让基本模型更加真实，并且大大强化各种动态效果的可用性。这也让奎托斯面容肌肉的运作更加自然，其狰狞演出更是我们前所未见的。它让游戏系统呈现出绝佳的真实度。像是角色皱眉的动作，进而带动模型脸部皮肤－系统不但可以办到这点，而且效果还相当理想。不仅肌肉组织的模拟正确，连静脉从奎托斯的手腕浮现的模样都能办到。这些效果随着他的行动自然地出现，真是教人难以置信。
  　　战神3主角们的动态效果，都是由制作群用手所调整出来的。因为他们觉得：用手调整的效果，比动态捕捉的演员所提供的动作还要棒。至于那些二线角色，则是请Image Metrics(一家知名的动态效果公司)录制动态演员的脸部动作，搭配声优的演出，去和游戏角色脸部模形的每个像素作对应，最后再由Sony Santa Monica团队进行润饰的工作。
  　　“当我们看见奎托斯在游戏里出现时，不禁发出讚叹声：‘喔喔！这就是他吗？’”首席角色总监Patrick Murphy说，“连他的血管都看得一清二楚，他在我们面前喘息的姿态和真人无异，这比用一般的电影方式制作出来的成果还要酷，我们太满意了。”
  　　玩家一定很好奇，为什么用手调整的动态效果，像是蛇妖的头髮及尾部，可以在PS3上表现得栩栩如生？关于角色的[size=1em]运动方面，除了制作团队预先录制好的动态效果以外，技术美工们还创造出一个控制次等动态效果的系统：动态模拟。这个系统的效果既巧妙又出色，可以根据动态技师预先花了许多工时所调整出的效果，让物件正确地产生活动。
  　　“在战神3，我们将动态模拟系统用于众角色的许多次等动态效果上面。”战神的技术美工经理Giovanni Luis解释说，“在我们以前的游戏中，头髮和衣服看起来都相当死板，它们应该要是活生生的才对。现在我们总算可以将这些物件赋予其应有的动态效果，让他们生动地呈现在各位眼前。”
  　　“在前作快完工的时候，我和Jason Minters共同合作，创造出这个动态系统。这个系统可以利用Maya Hair System(动态的曲线系统，可以被用来模拟头髮，以及其他任何曲线形状的物体)来驱动各种物体的弯曲部份。”技术美工Gary Cavanaugh这么补充，“蛇髮女妖头上的每个蛇头都可以独立的活动，动态技师不需要去逐一设定物件的动态，但是却可以完全掌控它们。这让动态技师能随心所欲的应付更庞大的工作流。”
  
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  利用拉链技术（zipper tech）来设定人马伤口撕裂后的动态效果
  
  
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  蛇发女妖尾巴的动态效果设定
  
  　　而让战神3拥有电影般磅礡气势的关键要素，就是高造诣的运镜。和前作类似而和神秘海域2不同的地方在于：玩家对游戏中的视野控制权相当的小。Sony Santa Monica组成一个小组，专门根据其需要来设计摄影机的运作，就像电影的摄影总监一样。
  　　想想看，游戏过程很棒，棒透了！加上设定好的运镜，来确保玩家能得到最棒的感受。战神将宏伟及瑰丽集于一体，当你从A移动到B，与其让镜头盯着地面或牆壁，为什么不改成展望远处的史诗级壮景呢？
  　　Sony Santa Monica总共有四位人员负责运镜的调整。每位成员都毕其极致，找出最好的摄影机位置和移动路线，再将众人的成果完美地调和，使得玩家视野所见的一切都尽善尽美。
  　　“关卡设计师将摄影机的初始位置记录于设计表单内，再送到我们手中，这是基础的第一步。”运镜设计师Stephen Peterson说，“随后，我们将摄影机的位置和移动轨迹逐一列出。一但运镜经过实机测试，发现是个好概念的话，我们就会将它付诸实行，并把成果递交给美术部门。”
  　　“这会让美术部门的人员有时得花上数个月去工作，让整个场景就像一出史诗演奏在我们面前。”首席运镜设计师Mark Simom补充道，“然后他们会把成果送回我们手中－场景经常和我们当初所见的不同，所以我们经常有需要再进行微调，然后再重复递交给美术部门来重新调整关卡设计，直到双方都满意为止。”
  　　“一但我们这么做，美术部门的人就会相当不爽－有时得花上一年的[size=1em]时间，呕心沥血的结晶却被我们给打回票要求修改，也难怪他们会生气。”Stephen Peterson解释，“我们只是想让每个人的努力成果，以完美的姿态呈现出来。”
  
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  开发团队试着掌控游戏的运镜，集中游戏的电影体验，发掘美术的完整潜力
  订制好的运镜轨道同时也肩负踏玩家开拓新领域的任务
  
  　　为了营造出电影的感觉，呈现出设计师们想要的效果，摄影机就是引导玩家的最佳人物。运镜的基本原则，就像领航的牧羊人一样，带领玩家走向正确的方向。神秘海域2那种视角相当自由，让玩家得随时推动类比摇杆调整视角的游戏方式，并不是Sony Santa Monica所追求的。他们想要支配玩家对行动和游戏世界的观点，并让他们获得电影般的临场体验。
  　　想要优秀的运镜，就需要以周密的技术观点，来编彙摄影机的运作。战神3并不打算让玩家掌控视角控制机能，而是让玩家去适应游戏的过程，并享受眼前令人满意的动作景致。
  　　“摄影机并不是死板的运作而已。它们经过慎密的安排，提供玩家们电影般的游戏体验。”技术总监Christer Ericson这么解释。“为了不让游戏的电影要素随视角的移动而消散，我们得针对屏幕中发生的动作和事件，从许多角度和位置来调整摄影机的运作。正因为游戏会自动进行视角调整，所以需要演算的物件都间接确认完毕，很少有例外，这对游戏硬体资源的安排有某种程度的功用。”
  　　“当然，我们其实也可以让玩家在游戏中掌握视角控制权。而我们不这么做的理由就像前面说过的：我们认为控制摄影机的动作，会让精心打造的电影气氛烟消云散，而不是担心玩家突然大转身，会抓到几何的运算错误(笑)。”
  　　Ericson用移动式摄影车－上面配置机械手臂，可以控制镜头的远近、机身的伸缩和机体的高低－来比喻运镜实作过程。
  　　“摄影机的所有移动和运作，都是根据运镜设计师仔细设定的参数来做的。但是玩家人物和[size=1em]敌人位置的最后设定部份，则必须实际地根据画面调整。我们必须以实机画面来检测摄影机的位置，观察每个游戏画面的成效，最后才确定这部份的运镜。换句话说，摄影机的运行轨迹会形成不规则的3D容积体，而不是单纯的滑逸轨迹。大致上，摄影机针对游戏过程的位置和导向，都不是光靠参数校正就可以完成的。”
  　　摄影运镜师和其他部门之间紧密而不可分。当然，读者可能会想：将设定好的运镜丢给其他部门处理不就简单多了？但是这么一来，就得赋予玩家更多的视角控制权，却让玩家更难获得蕴藏于各处的重要电影体验。
  
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  关卡设计是由简单的网格图开始的，循序而进，最后再由美工所润饰
  
  　　“每个关卡都需要视角设定，这个动作和其他各个部门有相互的关系…喔，概念美术部门算是例外。时程和预算的压力接踵而来，这条路走起来可不轻鬆。”Sony Santa Monica的Phil Wilkins说。
  　　“这些动作对效能的唯一的好处，就是让我们可以将优质的创造力，集中在玩家所见的范围。同时代表我们可以不用构筑镜头后面的空间，或是释放后方不会再看到的位置其资源。不过，我们通常是选择折衷的方式：将这些位置换成低清晰度的版本。”
  　　视角运镜是战神3里面的关键要素。而玩家无法控制摄影机，也意味着某些[size=1em]场景会让玩家感到棘手(像是跳跃的距离掌控)，所以运镜一定要考虑到战场的全貌才行。只要摄影机按照预设轨迹运作的成效良好，就可以产生绝妙的视野和视觉效果。设计小组的匠心，在游戏的第一个场景中发挥得淋漓尽致：奎托斯起身对抗海神波塞冬，摄影机环绕着盖亚－一位媲美希尔斯大厦(高约1400迟)的泰坦巨人。
  　　这是战神3最常拿来展示其技术效能的影片。它不仅拥有超大规模的动态场景，还有出色的运镜。Sony Santa Monica 试着以[size=1em]自己的方式，达成NaughtyDog的动态物件遍历系统(dynamic object traversal system)的功能－整个场景都在[size=1em]运动，表面的物件活动也可以正确地受其影响。
  
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  战神3最具代表性的场景：站在泰坦身上，和海神波塞冬作战
  
  　　“PS2的硬体无法做到这种超大规模－因为记忆体不够。”Ken Feldman说，“绝大多数的游戏，都将场景设计集中在房间或是走廊等位置，游戏引擎对这种场景比较能得心应手。当然，若只是把超细腻的细节集中在小小的房间里，可以省下许多功夫。但是若是超大规模的场景，则又是另一种不同的挑战－也就是我们所接受的挑战。”
  　　记忆体的配置无疑是这份挑战的最大难关。材质和几何的安排都要足以满足不同的规模，场景之间的无接缝读取也是一个问题。为了达成这些条件，只要让奎托斯变成一个小黑点就可以省下不少功夫…问题是，那个两万个多边型的模型可不能省略掉，反之还得常驻在记忆体里，老天！
  　　这个问题的解决方法之一，就是让资料流系统在幕后(像是小场景或是特写的场合)持续地运作。当玩家进行游戏时，战神3完全没有跟玩家勒索[size=1em]时间来读取，也没有强制要求硬碟安装(译注：那些老是让玩家看到Now Loading的设计师真该好好跟他们学习)，大多数的Sony第一方游戏都是这样。所有的资料都是趁着幕后的时间，从蓝光系统读入记忆体中。
  　　最让人惊讶的地方是，战神3最后在巨大容量的蓝光片里面，只有5.3MB的执行档；其馀的未压缩档案和协同处理二元码(SPU binaries, Synergistic Processing Unit)则佔了35GB，欧版则为了支援多国语言而膨胀到40.2GB。
  　　Tim Moss(Sony Santa Monica的高层)在他的Twitter里面提到，他对这个团队的表现感到相当骄傲，空出许多记忆体容量更是让人相当满意。而在以前PS2版的战神里面，执行档则是只有1.2MB－小到可以放入磁片里面。
  　　刚刚的盖亚影片，我们在结尾可以看见波塞冬被奎托斯痛击的画面，这也是玩家观点的一个创新：第一人称制。一但玩家成功通过头目的挑战，视角就会转到受害者的身上，以受害者的视野，看着狰狞血腥的奎托斯屠戮手无博鸡之力的自己。这无论是从美术、动机和科技的角度来看，都是一个出色的表现。
  　　“打从一开始，我就打算把第一人称制的灵感，放在奎托斯最后的终结技里面。”首席战斗设计Adam Puhl说，“当大家从实机上看见这个灵感后，全体立刻无异议地通过我的提案…看见奎托斯攻击的鬼魅姿态、感受到波塞冬的无助、最后硬生生地被扯裂－任谁都会被这个场面给震撼住。”
  
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  第一人称杀戮：让玩家体验奎托斯杀死自己的恐怖姿态
  
  　　让战神3拥有电影般的外貌及感受的另一项核心机制，是来自画面缓冲器(framebuffer)的基本设定，以及HDR光源(high-dynamic range，高动态光照贴图)的实作。PS3用于HDR的两种画面缓冲器实作选择，包含LogLUV(又叫作NAO32，曾用于神秘海域2和天堂之剑)以及RGBM(Reduced Gradient Bubble Model，梯度缩减泡沫模型)。这两者交互运用的两个成功案例，就是现在讨论的战神3，以及Naughty Dog的神秘海域2。
  　　上述两者的基本技术设定可以在别的地方找到(战神3有自己的RGBM)。最后所形成的画面效果独一无二、风格满点且带有电影风格，简直像是利用高精度颜色范围的特大号调色板所绘制的。
  　　其中，RGBM的优先度高于LogLUV，代表处理过程中有重要的保留，同时也会损失些许的精确。不过，人眼未必能看出损失的程度。而且我们还确定，利用HDMI传到屏幕上的最后影像，绝对不会让玩家察觉出其差别。既然如此，何不把省下的资源用在其他地方呢？
  
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  经常和bloom效果弄混的HDR(high-dynamicrange高动态光照贴图)
  可以允许大范围的打光，并保有其细节
  
  
  　　在后处理效果(post-processing effects)方面，游戏有这么真实的视觉感受，都得归功于印象深刻的动态模糊(motion blur)应用。简单地说，这里的技术应用和神秘海域2，以及杀戮地带2相当类似－大场景会让画面张数在每秒三十～六十张的范围内浮动，动态模糊可以缓和这种浮动的程度。
  　　大多数动态模糊效果使用的游戏，都仅仅用于运镜的基本而已。也就是说仅针对全景进行动态模糊，使其接近真实的视觉效果。根据Ken Feldman所述，战神3的动态模糊，不仅用于运镜方面，还针对个别的物件进行处理。
  　　动态模糊系统的基础应用，就是让我们感觉游戏画面更加接近电影院的屏幕。电影一般是每秒二十四张画面，但是人眼感觉却比其帐面上更加流畅。这是因为在摄影时，摄影机的快门打开时间大约是0.04秒，而在这短暂时间内运动的物体被摄入底片后，就会呈现动态的模糊感。同样地，这个原理被应用于战神3，让它看起来更像电影、更加真实。
  
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  经由动态模糊的衬托，让战神3拥有电影般的风貌
  
  
  　　另一项让战神3有电影感的关键要素，就是他们所开发的全新反锯齿技术。游戏使用反锯齿技术可以，让外观更佳满意。刚开始，游戏采用RSX晶片来实作传统的2x multisampling anti-aliasing effect(2倍多重取样反锯齿)，战神3的E3试玩版就可以看出这个技术的效果，但是这也会让戏物件欠缺高对比的边缘。而在正式版里面，Sony Santa Monica团队想出了办法，来超越E3试玩版的成果。
  　　根据技术总监Tim Moss所述，战神3和Sony于英国的科技团队合作，实作一种用在游戏里的反锯齿技术：MLAA(morphological anti-aliasing ，形态反锯齿)。Moss的同僚Christer Ericson于数个月前也曾替我们介绍这个技术，并揭露他们是在进行什么样的庞大研究，来解决反锯齿的问题。
  　　目前这个技术的实作细节还不清楚，但是我们至少知道使用此技术的战神3，其成果相当惊人：主要边缘的锯齿几乎消弥殆尽，子像素的闪烁程度在经过我们的比较下，也大幅地降低。
  　　PS3开发人员所习惯采用的反锯齿技术，通常是利用Cell CPU的平行图形晶片RSX来平行处理。Richard Lemarchand(Naughty Dog的开发大老)于他自己的神秘海域2检讨会中指出，RSX处理反锯齿的比例通常要高于Cell处理的比例，而利用两者交互使用来应付后处理效果，在某些地方的效果相当不错。
  　　如果要让CPU更有弹性地处理各种状况，就代表得增加额外的运算量，来换取更棒的成果。如果让复数的SPU来并行运作，就可以减低CPU延迟所带来的毛病。
  　　在战神3里面，所有输出画面的处理时间大约为16毫秒(10-3秒)到30毫秒，顶多相差1、2毫秒。光看反锯齿的部份，原本的2x multisampling AA要花上一堆时间，大约是5毫秒。而现在使用更棒的MLAA，只要让CPU花上20毫秒就行了…喔？时间怎么变久？别担心，这是单纯使用CPU的状况。如果搭配五个SPU的平行运算，可以让整体延迟仅仅4毫秒。结论就是：效果变好了，效率反而变高了，省下的时间资源刚好可以挪到其他地方使用。
  
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  (举例来说，漆黑的长条物件边缘会冒出杂色的像素)
  
  
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  MLAA的表现极为惊人，但是却会产生物件边缘冒出突兀像素的劣化现象
  
  

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  仔细观察物件的边缘，会发现有少许的杂色像素，这是MLAA的小缺点
  
  
  
  　　Sony Santa Monica将角色和环境弄得如此优异，都是因为结合了强大的运算技术，赋予游戏所应有的气氛和姿态。举例来说，动态光源的活用就是游戏引擎发威的地方之一。
  　　“动态光源是我们游戏引擎的一项重大特色，我们可以让每个游戏物件打上将近二十个动态光源。”KenFeldman解释道。“光源可大可小，这无所谓。在最后阶段，我们相信可以使每个游戏物件达到五十个动态光源。我们的首席设计师Vassily Filippov在游戏开发之前，就设计出一套这么了不起的打光系统了。我们可以在Maya上面打光，再让它们在PS3即时运算，就像是可以把光线涂上去一样。打光的过程是很有趣的艺术过程。”
  
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  战神3的游戏引擎对于动态光源处理相当出色，可以达到每个物件五十种光源
  赫利奥斯之首就是玩家使用动态光源的最佳范例
  
  　　有光就有影。大多数游戏的投影技术都很基本，如果要做到即时阴影，其运算成本相当高昂。所以我们的作法是：先打出丑丑的阴影，然后在你看到阴影前立刻将它修饰完毕。
  　　战神3在阴影的处理上相当单纯，因为他们知道：玩家不会花太多心思在阴影上面。玩家看画面的时候，会把某些元素像是发炎的伤口一样自动掠过，这些元素之一就包含阴影。
  　　处理的结果相当好到不可思议。Sony Santa Monica的设计师Ben Diamand不但从初始阶段就来协助我们建构PS3的着色器(renderer)，还花了三年的功夫研发出一套延迟投影系统(deferred shadowing system)来用在战神3上面。这个系统的运作相当完善，可以趁阴影映入眼帘之前，省略投影物件的精细外观，并动态产生混合阴影，也是让整个图像品质如此优越的原因之一。
  　　这个系统的唯一遗憾就是：游戏过程中，它的实用性和冲击性都被限制住。看看前面的动态光源，在各方面都有极大的实用性(某人的脑袋)；而阴影在游戏过程里的实用性，大概仅限于提示玩家闪躲愤怒泰坦的拳头而已。
  　　Sony Santa Monica的美术和技术成就无疑相当惊人，但是这个团队真正让人印象深刻之处，就是持续地对游戏程序码的修饰和最佳化。他们的热情和成就，无疑和游戏的优秀并驾齐驱。根据技术总监Tom Moss的说法，完工前的一星期，游戏的第一份版本拷贝送出去压片后，设计师Cedric Perthuis 仍然在最佳化程序码，让最后的游戏整体效能提升了将近百分之八，真是一个了不起的成就。
  　　战神3是一款优秀团队所开发出的特别游戏。不仅因为它有超过四百万美元的开发预算来支持，还集结了世界上优秀设计师们的共同努力，还让Sony的优秀技术团队参与其开发，才有现在这么抢眼的成就。就像神秘海域2和杀戮地带2，战神3还让它的游戏平台拥有当代最精锐的游戏技术。而且，我们还有充分的理由，相信这个游戏系统还有相当长的生命期。战神3只不过是Sony Santa Monica的第一款PS3游戏，Stig Asmussen(战神系列的催生者，SonySanta Monica的高层)还提示我们，可以继续期待战神3的游戏引擎，于未来发扬光大。
  
  
  

待我长发及腰，少年你送我资源可好？

高端大气上档次，低调奢华有内涵！

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资源发布哪家强？元素首发称大王！

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想要成大触，天天上元素！

我和我的小伙伴们都惊呆了！

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NB！