GDC | 《三角洲行動》世界建立：跨平臺開發美術管線和工具

導語：在今年的遊戲開發者大會（GDC 2024）上，來自騰訊遊戲的專家持續帶來前沿分享，圍繞AI、渲染、跨端遊戲開發、動畫等遊戲技術應用及遊戲製作，引發同業關注。本文為“《三角洲行動》世界建立：跨平臺開發美術管線和工具”分享的圖文版乾貨內容。

分享嘉賓：王理川 騰訊互娛天美Y1工作室技術美術負責人

大家下午好，非常榮幸能代表天美工作室在2024年的GDC上發言。今天我將介紹《三角洲行動》在PC和移動端世界構建相關的開放世界美術流程和工具。

首先，允許我簡要介紹一下自己以及一些背景資訊。我叫王理川，自2005年以來一直從事遊戲行業。我在育碧上海和蒙特利爾工作了大約16年，專注於AAA級射擊品類遊戲，主要是湯姆·克蘭西系列和孤島驚魂系列。然後在2020年，我加入了JADE工作室，作為一名技術美術主管，支援了幾款非常成功的遊戲，比如《穿越火線：槍戰王者》和《使命召喚：手遊》。最近，我主要專注於《三角洲行動》專案。


今天我將向大家介紹我們在PC和移動平臺上的世界構建。因此，我將把大量主題壓縮成以下幾個類別。首先，我將簡要介紹《三角洲行動》專案及其背景。然後，我將解釋我們如何處理某些類別的資產渲染。接下來，我將介紹我們的內部資產流程工具包，以處理這種複雜性。然後，我將探討如何同時將個體資產同時整合到兩個平臺的世界中。最後，我將總結一些專案中的思考和經驗教訓。

一、簡介

我們先看一下預告片，以防有些人還沒有看過，這樣可以給大家一些背景資訊。


實際上，我們有三種遊戲模式。撤離模式是在一個10公里×10公里的開放世界中進行的，這個龐大地圖上的隨機事件將保持與玩家的粘合度。大規模PVP模式包含了幾個4x4和2x2的地圖，擁有真實的地形，幷包括軍用車輛、坦克和直升機，構成了一場宏大的戰爭場面。還有戰役模式，一個非常典型的線性任務遊戲模式，重製了《三角洲行動：黑鷹墜落》。


這是一個對遊戲製作來說具有革命性的專案，同時在PC和移動平臺上進行製作，只有一個團隊，在非常有限的時間裡展開開發工作。自從PC版本開始研發到現在為止，我們花了一年多的時間，團隊的峰值規模大概在300多人。我們有兩個平臺需要維護，不僅要進行內容迭代，還要考量效能和質量的平衡性。另一個挑戰是創作者的培訓，這是非常必要的，包括革命性的製作管線和新的工作流，以及培訓如何使用我們構建的工具。


回顧專案的歷史，從理論上講，我們經歷了三個階段。最初，專案只在移動平臺上開始，但由於我們的戰略變化，我們決定在2023年初啟動PC版本的開發。幾乎所有的移動內容都被摒棄了，專案重新開始構思。春節過後，大約在二月份，內容開始開發。與此同時，工具也開始被實施到專案中。到目前為止，我們正處於對兩個平臺進行最佳化和打磨的階段。


二、場景資產解決方案

場景資產，讓我們深入瞭解一下。

理想情況下，我們希望開發人員可以在一個引擎分支上工作，並在任一平臺上建立內容，也能相應地影響到另一側的結果。因此，我們提供了兩個入口，可以分別啟動各自的功能。此外，如果我們想要檢視另一個平臺上的情況，我們還支援在編輯器中隨時切換的功能。


在資產模型管理方面，我們採用了通用預設解決方案，即設定minimum LOD來調整LOD偏移。當在PC上檢視靜態網格時，它會顯示所有LOD，這意味著PC版本使用了整個LOD鏈，而移動版本只顯示最後幾級LOD。然而，在FPS遊戲中，碰撞精度很重要。由於模型的外形可能截然不同，我們為PC提供了額外的碰撞資料作為選項，一旦共享的碰撞不符合您的需求的時候，您可以進行調整。


由於PC和移動平臺的渲染管線完全不同，我們最初將著色器和材質進行了分離。例如，以圖片中的宇航員為例，PC部分是PC著色器，移動部分則是移動著色器。在頂層，我們有一個稱為虛擬材質的層來管理兩者。


對於紋素密度，在中等裝置上，PC上設定為768 px/m，移動平臺上設定為128 px/m。如果我們簡單地按比例縮放大小，記憶體開銷將達到可怕的36倍差異，這在任何情況下都是不可接受的。由於我們的材質最初是分開的，我們可以找到其他解決方案。


PC需要更高的保真度和高畫質外觀。因此，對於道具，我們使用基於平鋪的材質貼圖來實現這一點，以節省更多記憶體。相比之下，在移動平臺上，由於Draw Call的限制，通常每個物件只有一個ID。它覆蓋了專案中90%的道具，材質將回退到一個極其簡單、單層、低紋理取樣的狀態。


請記住，移動部分仍然是整個PC鏈的一部分，如何確保它們之間的一致性始終是一個挑戰。在資產建立過程中，我們在Maya和3dsmax中復現了引擎材質，並從遊戲引擎中同步了所有紋理和引數。

就像圖片中顯示的垃圾箱一樣，左邊的是在3dsmax中使用了3個複雜材質的PC版本。中間的圖片透過使用我們提供的一些美術製作工具進行紋理烘焙處理，然後生成一個右邊移動版本的單一獨特紋理。這樣可以避免從遠處看出現大量的視覺突變。


對於絕大多數結構和建築物來說，處理起來相對簡單。在移動平臺上，減少材質ID，摒棄複雜的材質，並儘量減少細節都是有幫助的。


跨平臺的幾何、材質和紋理是相互關聯的。在圖片中大致如此顯示。數字代表每個模型的實際LOD。


每個平臺的資產密度應該是有區別的。為了將PC提升到另一個高度，有三種方法可以實現：

首先，手動放置僅在PC版本中顯示的模型。其次，我們建立了一堆叢集作為預設，方便藝術家管理。最後，使用程式化美術工具，使預設更加智慧！只要我們有足夠的時間，這總是最好的方法。例如，如果你在地圖上手動放置了一張桌子，對於PC版本來說，辦公用品將按照一定的規則在其上生成。


植被是一種非常特殊的資產類別。


在PC上，最後幾個LOD將轉換為Card mesh。其概念是從不同角度捕捉card，得到最佳card，並在模型的剩餘部分上重複此過程，直到沒有剩餘部分。由於所需的預算不同，在移動平臺上，我們無法像PC那樣支援如此大的貼圖圖集，所以我們選擇了移動友好的解決方案，即使用非常小的紋理的billboard，其中128px能滿足於大多數情況。


你可以看下他們在實時狀態下的表現。


《三角洲行動》手遊中的大多數樹木看起來都是這樣的。但是...如果整個遊戲都充滿了這樣的對稱性植被，那將會非常無聊和僵硬。我們為其餘的樹木給予了稍高的預算，並最終對兩個紋理進行插值，使其看起來更好。有些樹木本身是對稱的，但在地圖中放置時會傾斜。例如，棕櫚樹在場景中通常是彎曲的，對於這種型別的模型，我們在著材質中處理變形以使其更加適配。雖然仍然不能完全匹配，但它已經將跳變問題最小化，並且最重要的是它效能開銷不大，在實踐中，在小螢幕上效果非常好。


為了在PC上獲得更大的靈活性，與其他靜態資產不同，我們最終摒棄了共享的LOD。我們為每個平臺建立了2個獨立的植被模型，每個模型都有自己的LOD鏈。為此，我們自定義了foliage type成為連線兩者的橋樑。因為它們不是跨平臺交叉的，只要尺寸大致相符，它們不必在視覺上完美匹配。此外，始終支援PC獨佔的植被模型。


我們還為了創造一個更生動和逼真的世界而引入了顏色變化。其大致概念是為每個植被網格提供一個LookUpTable，在四個季節變化期間呈現不同的顏色。您可以看到圖片，從左到右分別顯示了春天、夏天、秋天和冬天。此外，我們在LUT的最後幾個畫素中定義了破損狀態。


對於一個10x10的開放世界，我們使用一個10k大小的可動態streaming的紋理來控制健康狀態。我們在每個叢集中應用一些隨機性。全域性控制基於現實因素，例如陽光的方向、溼度的程度或人為因素。


我們嘗試以經濟高效的方式同時解決兩個平臺上植被顏色變化問題。


與植被不同，懸崖岩石的輪廓非常受遊戲玩法的影響，關卡美術和關卡設計師幾乎不可能同時管理維護兩組分離的資料。因此，我們再次使用LOD鏈。


以下是PC上的一些特點。基於平鋪的分層材質與細節法線。Dither混合改善了交叉並消除了硬邊緣。


此外，我們新增了染色紋理以增加更多的變化。


在移動平臺上，除了關閉一些PC特性外，我們還比較激進的最佳化材質複雜性和紋理取樣。例如：我們將雙層合併為單個紋理；頂層轉為灰度並與法線貼圖一起合併，透過顏色調整來近似還原原始紋理；基於貼圖的遮罩將轉換為模型上的頂點色。


下面是兩個平臺上最終結果的比較，涵蓋所有規格的。我們努力使材質框架保持一致，並在低端到高階裝置上有效平衡效能和最終渲染質量。


由於我們需要處理兩個平臺的各種解決方案，情況比以往更加複雜！一開始，我們遇到了許多致命問題，例如意外在移動平臺上使用PC資料，或者非法資料進入編輯器，導致每天構建失敗。這些問題每天都在不斷出現。如何解決這些混亂的問題成為我們的首要任務！傳統的手動設定方式在這個專案中行不通。因此，我們必須找到全新的流程和工具來儘量減少錯誤的發生。

三、Jade Hub概覽

Jade Hub是一個處理此類問題和標準化各個流程的工具包。它包含許多特定的模組，包括負責跨平臺資料設定的Jade Assets Editor，用於資產驗證的Jade Check，以及充當DCC（數字內容建立）軟體和遊戲引擎之間通訊橋樑的Jade Link，其中包括幾個子模組，如Maya和3dsmax中的幾何體模組、SD/SP模組、植被模組等。這個工具集也在工作室的其他幾個專案中推進使用，並首次在Delta Force中落地。


Jade Assets Editor是一個基於打標籤的Maya和3dsmax編輯器。關於層結構的設定，您可以看上面的快速演示。遺憾的是，它只提供中文版本，但我相信您可以理解。只需幾次點選，整個跨平臺設定將在非常短的時間內完成。


我們試圖在第一次處理中自動化所有內容，以加快整個流程。騰訊擁有許多強大的技術和基於人工智慧的產品，支援許多高效的操作，例如自動LOD生成、自動UV生成等等。只要您按照正確的命名完成了LOD0模型，自動化工具將完成剩下的工作。但是，如果美術對結果不滿意，我們仍然允許他們進行手動修改。


因此，資產合法性驗證是一個必不可少的流程。我們有41個驗證專案。該工具將詳細報告錯誤，高亮顯示錯誤的位置，並提供修復建議。最重要的是，如果資產未透過檢查，它將阻止非法資產進入編輯器。


Jade Link是資產進入遊戲編輯器的強制性流程。它將所有資料匯出為單獨的檔案（LOD、碰撞、體積等），同時匯出包含所有資訊和關聯的Asset Info – 一個JSON檔案。


Jade Link的SD/SP處理方式也基本相同。每組紋理匯出都附帶一個JSON檔案。這也是紋理匯入和材質建立的強制性處理流程步驟。這樣做的主要目的是在匯入到引擎之前，儘可能在DCC中完成所有任務並確保其正確性，從而確保遊戲構建的穩定性。


資料每次經過Jade Link，或者換句話說，每次資料成功匯入到引擎後，它都會自動推送到雲端進行備份。大致的流程管線如下。


植被會稍微複雜一些，涉及到PC card mesh和移動平臺billboard的不同處理方式，包括不同的材質和紋理合批策略，以及處理動態效果的pivot資訊。這一系列操作也全部交給了植被自動化工具，最終將植被模型轉換為Foliage Type。


我們有大量的外包人員。出於安全原因，我們只向供應商提供CLEAN編輯器，其中只包含非常基本的渲染功能、材質庫和Jade Hub。外包人員負責完成我剛剛介紹的整個設定。專案中的美術要做的就是從雲端同步資料，並將JSON拖入編輯器，整個設定在幾秒鐘內完成。這極大地提高了效率和正確性。


四、程式化

程式化實際上是我們最喜歡的部分。

簡單地提高PC上個體的保真度無法滿足藝術方向的需求。在遊戲性不受明顯影響的情況下，我們需要解決三個主要因素：首先，我們需要更多型別的模型，因為我們在PC上有更多的預算；其次，我們需要更高的密度來獲得更真實的沉浸感；最後，對於額外的細節，我們將為PC專門建立更多的生態配方。總體而言，一切都需要高效、可管理，並符合我們的預算和進度安排。


讓我們快速概述一下世界生成的流程。我們獲取關卡美術在編輯器中繪製的landscape地形資訊和美術輸入，例如用於植被和地形的生態繪製蒙板或用於道路網路的樣條線等。然後將其分為兩個不同的流程以適應兩個平臺。從技術上講，它們是分開的，我們在PC上有高畫質資料，而移動平臺有自己的資料。


如圖所示，左側的圖片包含50多種植被型別，而移動平臺上的右側圖片總共只有約10種，某些情況下可能相差多達10倍。從技術角度來說，這種差距就執行時記憶體、磁碟記憶體和Draw Call預算方面是有可行的。


密度也是提高PC質量的另一個關鍵因素。從使用者（即關卡藝術家和設計師）的角度來看，他們不必關心其背後的邏輯，只需選擇預設並在希望的位置繪製，剩下的工作都由程式化技術美術和構建機器來處理。使用同一個生態筆刷輸入，最終在任何平臺上都能獲得質量、效能等方面都適配的結果。


生態群落還將專門為PC提供特定的預設。這種型別的配方僅在PC版本中顯示。


著色、光照、網格、紋理、密度幾乎在兩個平臺上都有所不同。因此，生態群落的LOOK DEV流程實際上負責視覺對齊的重要作用。透過並排對比，確保配方和最終結果的相關性。由於移動平臺上缺少某些特性和資料，我們會將對其進行一些藝術處理，例如增強環境遮蔽、調整顏色等等。是的，我知道，這有點耍滑，但它絕對有利於最終效果。


正如您在圖片中所看到的，它們仍然看起來屬於同一個生態群落，具有相似性。


我們在許多地方設定了非常戲劇性的破壞，尤其是在大規模PvP遊戲模式中，這些地區每天都在不斷迭代變化。因此，我們為幾乎每個生態群落建立了另一套預設，以避免來來回回過多的修改，這意味著每個生態都有兩個預設，一個是完整的，另一個是破損的。我們使用全域性破損遮罩工具，讓美術完全掌控。這個功能在兩個平臺上都適用，因此，移動平臺上也要建立雙倍的預設。


所有道路也都基於樣條線預設。由於每個道路的型別在建立時已經定義，交叉路口生成也會根據您在關卡中選擇的預設型別產生特定的結果。在移動端，同樣也會呈現出一個更最佳化的結果。


與生物群系類似，每條道路也都準備了一個破損版本，涉及到改變地形，新增更多裝飾性模型，周圍生成粒子特效等等。移動平臺上也是如此，我們用一種更經濟的方式來實現這種組合。


我想要強調的是，我們努力尋找一種在各個平臺之間建立聯絡的方法，併為之建立一系列工具。

總結

你知道，跨平臺開發對每個人來說都是一個龐大的話題，顯然，在這短短的30分鐘演示中，我無法深入探討每一個細節，但我只是給你一些例子和想法，讓你瞭解我們做了什麼。


在這裡，我列出了我們從專案中學到的經驗。其中最重要的一點是，傾聽內容創作者的意見，他們總是給我們提供大量寶貴的反饋，以改進我們的工具和工作流程，這真的很有幫助。


我非常幸運的能站在這裡向你們介紹我們所做的一些酷炫工作，但你知道，《三角洲行動》專案是一個的團隊合作的結果。謝謝你們，《三角洲行動》團隊，我為能成為你們的一員感到驕傲！你們太棒了！


來源：騰訊遊戲學堂
原文：https://mp.weixin.qq.com/s/IpKE5Z0YWaH2c--Ug7AGig