游戏场景设计
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2.2 贴图制作插件

在网络游戏场景制作的过程中,我们大多数时间是利用3ds Max制作场景所需的各种三维模型元素。对于三维模型的制作和编辑来说,如今的3ds Max软件其功能已经十分强大,基本不需要其他软件或者插件的额外辅助,就可以完成所有的模型制作任务。当模型制作完成后,接下来的工作就是根据模型来绘制贴图。

这里需要了解的是,游戏场景模型并不像3D角色模型一样,需要根据模型的UV网格来进行一对一的严谨绘制。对于大多数场景建筑模型来说,其贴图可以独立绘制,或者有时,我们还要根据贴图来匹配模型。所以,当我们制作场景模型贴图的时候,可以利用一些插件来进行辅助,这样,可以极大地提高工作效率。

在本节的内容中,将会讲解在三维网络游戏场景制作中常用的贴图制作插件,包括DDS插件、无缝贴图制作插件以及法线贴图制作插件等。

2.2.1 DDS插件

DDS是DirectDraw Surface的缩写,实际上,它是DirectX纹理压缩技术(DirectX Texture Compression,DXTC)的产物。DirectDraw是微软发行的DirectX软件开发工具箱(SDK)中的一部分,微软通过DirectDraw,为广大开发者提供了一个比GDI层次更高、功能更强、操作更有效、速度更快的应用程序图像引擎。

DDS作为微软DirectX特有的纹理格式,它是以2的n次方算法存储图片的。作为模型贴图来说,传统BMP、JPG、TGA、PNG等格式的图片在打开VRP文件时,需要在显存中进行加载格式转换的处理,而DDS格式的图片由于其自身特性,在打开时,可以以极快的速度进行加载,所以,通常在三维网络游戏项目中,都将DDS作为默认的三维模型贴图格式。同时,DXTC技术还减少了贴图纹理的内存消耗量,比传统技术节省了50%,甚至更多。DDS图片包含3种DXTC格式可供使用,分别为DXT1、DXT3和DXT5。

一般来说,我们无法直接打开DDS格式的图片文件,也无法通过Photoshop等二维图像处理软件将图片转存为DDS格式,要想实现这些操作,必须安装相关的DDS插件。我们可以通过网络搜索“NVIDIA Photoshop Plugins dds”等关键词,来获得插件的资源下载,下载的插件资源一般包含三个文件:dds.8bi、NormalMapFilter.8bf和msvcp71.dll。然后将dds.8bi和NormalMapFilter.8bf文件复制到“\Program Files\Adobe\Photoshop CS\增效工具\滤镜”目录下,同时将msvcp71.dll文件复制到Photoshop CS的安装根目下,这样,就完成了DDS插件的安装。

当为Photoshop软件安装了DDS插件后,就可以用Photoshop CS软件来打开DDS格式的图片了。选择并打开一张DDS图片,这时,会弹出一个Mip Maps对话框(图2-7)。

图2-7 Mip Maps对话框

由于Mip-mapping的核心特征是根据物体景深方向位置的变化来选择贴图的显示方式, Mip映射根据不同的远近来显示不同大小的材质贴图,比如对于游戏场景中的建筑模型,默认贴图为512×512像素尺寸,当游戏中玩家角色视角距离建筑模型较远时,模型贴图则会以256×256像素尺寸显示,距离越远,贴图显示的尺寸越小,这样,不仅可以产生良好的视觉效果,同时也极大地节约了系统资源。当我们单击Mip Maps对话框的Yes按钮时,就可以看到DDS贴图不同尺寸的显示形式(图2-8),正常情况下,我们单击“否”按钮,即可在Photoshop中打开DDS图片。

图2-8 DDS贴图的显示

接下来,我们可以对打开的DDS图片进行修改和编辑,修改完成后,可以对其进行存储。另外,其他格式的图片在Photoshop软件中也可以被转存为DDS格式,可以通过Shift+Ctrl+S快捷键对图片进行存储,在弹出的存储对话框图片格式的下拉列表中选择DDS格式,之后会弹出DDS格式的存储设置对话框,如图2-9所示。

图2-9 DDS格式的存储设置对话框

在实际操作中,对于这个对话框中的各项参数设置保持默认状态即可。如果贴图不包含Alpha通道,就选择DXT1 RGB格式来进行存储。对于包含Alpha通道的图片,我们必须选择DXT1 ARGB、DXT3 ARGB和DXT5 ARGB等格式来进行存储。尤其对于三维植物模型的叶片贴图,选择DXT5 ARGB格式显示效果最好。这里还需要注意的是,由于DDS格式的图片是以2的n次方算法存储的,所以,在编辑时,还必须保证当前的图片尺寸必须为2的n次方。如果图片的尺寸不是2的n次方,存储图片时,对话框里的“保存”按钮将为灰色不可点选的状态。

如果想在不打开Photoshop软件的情况下直接查看DDS图片,我们可以通过一些DDS图片浏览器插件来进行查看,这里介绍一款名为WTV的DDS查看器。这是一款无需安装的、可独立运行的小程序插件,同样可以通过网络搜索来进行下载。

我们可以将DDS图片直接拖拽到WTV的窗口中来进行查看(图2-10),也可以在DDS图片图标上通过鼠标右键菜单的“打开方式”命令来进行设置,让所有的DDS格式图片直接关联WTV程序。

图2-10 WTV图片查看器

2.2.2 无缝贴图制作插件

三维游戏场景模型相对于角色模型来说,体积十分巨大,通常,一个墙面的高度就超过角色数倍,如果在制作模型贴图的时候像角色模型那样,将模型所有元素的面片全部平展到一张贴图上,那么最后实际游戏中贴图的效果一定会变得模糊不清、缺少细节。所以,在制作场景模型的时候,就需要用到“无缝贴图”。

“无缝贴图”也称为“循环贴图”,就是指在3ds Max的Edit UVWs编辑器中贴图边界可以自由连接并且不产生接缝的贴图,通常分为二方连续无缝贴图和四方连续无缝贴图。

二方连续贴图就是指贴图在平面的上下或者左右一个轴向方向上连接时不产生接缝,而四方连续贴图就是贴图在上下左右两个平面轴向连接时都不产生接缝,让贴图形成可以无限连接的大贴图。

图2-11就是四方连续无缝贴图的效果,白线框中是贴图本身,贴图的右边缘与左边缘,左边缘与右边缘,上边缘与下边缘,下边缘与上边缘都可以实现无缝衔接。所以在模型贴图的时候就不用担心模型的UV细分问题,只需要根据模型整体大小调整贴图的比例即可。

图2-11 四方连续贴图

其实,对于无缝贴图,我们完全可以利用Photoshop等二维软件来进行制作和绘制,但是,像四方连续这样的无缝贴图,如果想要得到良好的图片效果,将会花费大量的时间在图片细节的修改和编辑上。所以在实际游戏项目的制作中,我们通常会利用一些插件来进行辅助制作,这样就能大大地节省时间,提高工作效率。

首先来介绍一款名为Seamless的无缝贴图制作插件,这款插件全称为Seamless Texture Creator,整体是一款十分小巧的独立运行的应用程序,软件下载后,解压即可使用,无需安装操作。图2-12是软件启动后的程序界面。

图2-12 Seamless无缝贴图制作软件的界面

软件操作界面整体分为两大部分,即左侧的窗口面板和右侧的参数设置面板。窗口面板可以显示我们导入或者输出的贴图图片,参数设置面板可以对导入的原始图片进行设置,最终得到适合的无缝贴图效果。下面来介绍一下利用Seamless制作无缝贴图的流程。

首先,从“文件”菜单中打开想要制作无缝贴图的素材图片,然后通过右侧的参数面板来进行设置。在参数面板中,顶部的选择方式可以设置想要制作无缝贴图的选区范围,默认方式是全选状态,也就是将导入的图片整体进行无缝处理。接下来,通过面板中部的“横向无缝设置”和“纵向无缝设置”对图片的无缝衔接方式进行设置,“无缝处理的强度”可以控制无缝衔接羽化范围的大小。面板下方可以设置无缝贴图的输出尺寸大小,然后单击“创建材质”按钮,就可以直接生成无缝贴图。我们可以切换到窗口面板的预览模式来查看无缝贴图的效果,并可以与原始素材来进行对比查看(图2-13)。

图2-13 原始素材与无缝处理后的对比

Seamless虽然可以快速处理和制作无缝贴图,但其软件的功能过于简单,另外,处理过的图片虽然可以实现基本的无缝衔接,却缺乏一定的自然感和真实度。所以接下来,我们再来介绍一款功能更为强大的无缝贴图处理软件——PixPlant。

PixPlant相对于Seamless功能最为强大的地方,在于PixPlant不仅可以将一张图片自身处理为无缝衔接效果,还可以在其基础上叠加新的纹理图层,让贴图呈现更加多样、真实和自然的视觉效果。另外,PixPlant还可以将处理生成的贴图直接设置输出为法线贴图,这些功能都让PixPlant在三维场景贴图制作和处理上极具优势,也是现在网络游戏项目美术制作中常用的插件之一。

PixPlant软件安装完成后,单击启动软件的操作界面(图2-14)。

图2-14 PixPlant软件界面

从整体来说,PixPlant的操作界面也分为左右两大部分,左侧为基础素材图片的显示窗口,右侧为叠加素材图片的显示窗口和参数设置面板。在软件界面上方是菜单栏,包括File(文件)、Edit(编辑)、View(视图)、Seed(种子)和Help(帮助)这几个主菜单。File菜单中主要包含打开素材图片、生成无缝贴图、保存贴图和软件设置等命令;Edit菜单中包含针对操作撤销、取消撤销和复制纹理到视窗面板等的命令;View菜单主要用来设置素材图片在窗口中的显示方式和缩放大小等;Seed菜单主要用来添加和删除叠加纹理的素材图片;Help菜单中包含软件相关信息以及软件的使用说明文档等。

通过File菜单下的Load Texture命令,可以将原始素材图片导入到软件左侧的贴图面板中,然后通过Seed菜单或者Seed Image视图右上角的Add按钮来添加种子图片。

所谓的种子图片,就是额外叠加的纹理素材图片。首先通过Add Seed from Texture Canvas命令,将原始素材图片自身作为种子图片添加进来,如果还想叠加其他的纹理素材,可以通过Add Seed from File命令来选择添加。从下方的参数面板中的Seed Scale还可以设置种子图片横向和纵向的缩放比例,这样,可以让生成的贴图更具多样性,如图2-15所示。通过下方的Extra Seed Symmetry(附加种子对称性)设置,可以让种子图片叠加得更加自然和真实。接下来,可以通过纹理面板左下角的Tiling选项来选择无缝贴图的形式,包括Horizontal(横向二方连续)、Vertical(纵向二方连续)和Both(四方连续)三种形式,然后单击下方的Generate按钮,就可以生成无缝贴图了。

图2-15 种子图片不同缩放比例下的显示效果

除此之外,PixPlant还有一项比较有用的功能,那就是Straighten Seed(矫正种子)命令。如果我们导入的基础素材纹理并不是特别规则的纹理,可以通过矫正种子命令对图像进行适度的拉伸变形操作,以得到符合要求的纹理贴图。

如图2-16所示,原始素材是带有透视角度的图片,我们可以通过Straighten Seed窗口面板中的线框,来对其进行矫正操作,得到图2-16右侧的规则纹理贴图效果。

图2-16 矫正种子的效果

在软件菜单栏的下方,可以通过3D Material标签切换到3D材质界面,这里可以利用详细的参数设置,来生成无缝贴图的法线和高光贴图。图2-17是不同贴图叠加到3D材质球上的效果。

图2-17 法线、高光和固有色贴图在材质球上的效果

2.2.3 法线贴图制作插件

近几年,随着次世代引擎技术的飞速发展,以法线贴图技术为主流技术的电脑游戏大行其道,成为未来电脑游戏美术的主要制作方向。所谓的法线贴图,是可以应用到3D表面的特殊纹理,不同于以往只可以用于2D表面的纹理。作为凹凸纹理的扩展,它包括了每个像素的高度值,内含许多细节的表面信息,能够在平淡无奇的物体上,创建出许多种特殊的立体外形(图2-18)。可以把法线贴图想象成与原表面垂直的点,所有点组成另一个不同的表面。对于视觉效果而言,它的效率比原有的表面更高,若在特定位置上应用光源,可以生成精确的光照方向和反射。法线贴图的应用极大地提高了游戏画面的真实性与自然感。

图2-18 利用法线贴图制作的游戏角色模型

对于次世代3D游戏角色模型的制作,现在通用的方法是利用ZBrush三维雕刻软件深化模型细节,使之成为具有高细节的三维模型(图2-19),然后,通过映射,烘焙出法线贴图,并将其添加到低精度模型的法线贴图通道上,使之拥有法线贴图的渲染效果。这样就能大大降低模型的面数,在保证视觉效果的同时,尽可能地节省了资源。

图2-19 利用ZBrush软件雕刻模型细节

对于3D次世代游戏场景模型所用到的法线贴图,其实制作起来要比角色模型的法线贴图容易得多,由于场景模型贴图的形态大多数都比较规则,且多以自然纹理为主,所以在制作的时候,完全可以通过普通纹理贴图转化来实现。像前面我们讲到的PixPlant无缝贴图处理软件,就自带有法线贴图的输出功能。下面再来介绍一款更加专业的法线贴图制作软件——CrazyBump。

CrazyBump是一款体积小巧、操作快捷的法线贴图转换制作软件,操作步骤十分简单,但却可以获得优秀的法线贴图效果。我们可以从网上下载CrazyBump的安装程序,经过简单的安装步骤后,便可以启动软件,软件的启动界面如图2-20所示。

图2-20 CrazyBump的启动界面

窗口中间的三个选项是用来认证激活软件的,单击窗口左下角的Open按钮,可以进入图片选择界面,如图2-21所示。这里可以选择想要打开的贴图类型,包括普通照片、高光贴图以及法线贴图。如果想要利用普通纹理图片转化制作一张法线贴图,就选择Open Photograph,如果想要对一张法线贴图进行修改,可以选择Open Normal Map选项。窗口下方的三个按钮用于打开内存粘贴板中的图片。这里我们选择Open Photograph按钮。

图2-21 选择打开的图片类型

接下来打开的窗口用来选择法线贴图纹理的凹凸方式,这两种方式互为反向的关系,这里应根据自己制作贴图的需要来进行选择(图2-22)。

图2-22 选择凹凸方式

然后我们将正式进入法线贴图的参数设置窗口,来进行法线贴图的详细设置(图2-23)。窗口左侧的参数面板包括:Intensity(强度),用来设置法线凹凸效果的强度;Sharpen(锐度),用来设置细节的锐化程度;Noise Removal(降噪),用来去除贴图产生的噪点;Shape Recognition(形状识别),用来设置凹凸纹理边缘的显示效果;Fine Detail、Medium Detail、Large Detail、Very Large Detail等参数用来设置贴图纹理凹凸的显示细节。

图2-23 参数设置窗口

单击参数面板上方的Show 3D Preview按钮,可以查看法线贴图在3D材质球上的显示效果,如图2-24所示。在法线贴图显示窗口的下方,还可以打开置换、高光、固有色贴图设置页面,进行其他贴图类型的设置。最后单击窗口下方的Save按钮,可以对制作完成的贴图进行保存和输出。

图2-24 3D预览窗口