遊戲開發中 實現炸掉一堵牆有多難？

在很多遊戲宣傳視訊中經常有主角炸掉建築物的酷炫場面，但在實際遊戲中，玩家操控的遊戲角色往往連堵牆都炸不掉，少有的可破壞場景，也需要在系統提示允許下。為什麼玩家不能隨意隨意拆毀一堵牆，炸掉一座橋？本文將從技術上和可玩性上，解讀實現這些場景需要遊戲開發者付出哪些努力。


一、技術上

在真實世界裡，物體受到衝擊會破裂成若干小塊，在遊戲中，這種破碎效果是由物理引擎中的破碎系統實現的。

遊戲物理引擎會模擬物體（剛體）的撞擊，當撞擊發生時，物理引擎計算出撞擊的位置和衝量，將資訊交給破碎系統，破碎系統判定是否需要破碎，如何破碎，如果需要，就將剛體切割和分解成若干合適的碎片，切割後由物理引擎繼續控制碎片，模擬碎片在真實世界的運動。


在往下講之前，先普及一個遊戲開發的小常識，遊戲中所有物體都是由面組成的，面越多，細節就越真實，但對效能的要求也越高，因此遊戲開發者需要不斷平衡畫面表現和效能消耗，用最少的面實現最優質的效果（這方面塞爾達傳說 曠野之息做得非常牛逼）。


法線貼圖（Normal mapping），一種模擬凹凸處光照效果的技術，可以在不新增多邊形的前提下，為模型新增細節。


如何切割

破壞系統在切割碎片的過程中，需要計算碎片剛體的質量屬性和形狀切割。

剛體質量屬性即剛體的質量、轉動慣量和重心，為的是儘可能真實的模擬碎片運動；而形狀切割要保證碎片質量屬性便於計算，且形狀大小豐富，接近真實破碎效果。

除了要切割剛體的形狀外，還要切割用於渲染的形狀，切割渲染形狀的面，可以在切割剛體的面上，增加一些細節，同時帶上紋理和uv座標，用於產生切割面的材質。



什麼時候切割

對於什麼時候切割碎片一般有兩種方案。

一種是預切割，在資源製作的時候製作好帶貼圖的碎片，在遊戲執行時根據預先設定好的切割來分割。此種方式在執行時比較節省運算量，但是無論玩家如何著力，分割的結果都是一樣的，和真實情況有很大差距。


另一種是在遊戲執行的時候做，實時生成符合當時條件的切割，這種方法可以根據實際情況生成不同的碎片，比較接近真實世界的情況，但是運算量也非常大，容易引起遊戲的卡頓，非常依賴機器效能。

不規則邊緣如何生成？

破碎系統僅做切割和分解的工作，物理引擎本身不會去對破碎邊緣區做細碎的東西，最開始的破碎都是方的、六邊形等等，慢慢的新增一些細節。而不規則邊緣的視覺效果主要是在Shader著色器裡去做，從渲染層面做出比較好的不規則效果。

對於實時大量破碎，就需要結合特效來做一些效果展示。比如一個很大的爆炸，基本上是破碎系統切割+特效，同時還要儘量減少切割，減少面數，否則機器依然會非常卡頓。


育碧遊戲（Ubisoft）《彩虹六號：圍攻》（Tom Clancy's Rainbow Six: Siege，2015年首發）的破壞系統是其一大特色，遊戲中易碎材質（如木頭、玻璃等）所組成的表面皆可破壞，包含了牆壁、天花板與地板。這些材質除了使用炸藥也可以用槍擊或近戰攻擊破壞，若牆面遭到加固則需要特殊的炸藥方可擊破。要實現這樣的破壞系統，彩虹六號的策劃們是如何摧殘程式設計師的呢？


請看彩虹六號物理程式設計師的泣血陳述：




二、可玩性

遊戲中，如果要保持一個預期的體驗氛圍，原則上每一個可互動的內容都要對其有意義。這裡的意義，是指玩家可以從這樣的互動中獲得東西，包括不限於經驗值、得分、可能出現的道具、額外的資訊、策略性玩法，以及加深對主題的印象等等，也即可玩性。

實現這種互動需要特定的場景擺放--關卡設計。如果玩家可以隨意破壞關卡，或者一種互動被設計出來，而玩家從中得不到任何有助於該體驗和氛圍的額外內容，那麼這種互動，除了會徒增玩家的認知負荷，還有可能破壞原先想定的整體氛圍，玩家也難以從中獲得滿足感。


以育碧一款經典遊戲--《雷曼》（Rayman，1995年發售）為例，這是一款解密闖關類的跑酷遊戲，在當時的版本中出現了利用空氣牆與二段跳快速通關的bug，也為育碧今後的一大批遊戲正式奠定了買bug送遊戲的基調。

在育碧後來的波斯王子系列之中（刺客信條），bug更是成為了遊戲中的最大樂趣，玩家們常常會因為走錯路而誤入設計師的後花園，劇情的奇葩觸發方式造成與npc對話的割裂，甚至主動利用空氣牆來快速解決某些難過的任務。


最後再舉個多人互坑遊戲--《兄♂貴敢死隊》（BroForce），一款畫素風橫版射擊遊戲，遊戲中玩家是一名鐵血硬漢，通過不斷解救兄♂貴併成為新兄♂貴（哲♂學），消滅boss通關。


兄♂貴敢死隊把破壞場景做成一種效果的體現，來給玩家快感，兼具遊戲性，因此這個遊戲的關卡設計本身就需要不那麼在乎被破壞或者被繞開。但因為遊戲中玩家可以破壞任何牆壁，梯子，因此也經常會出現路被炸光，只能自殺重來的尷尬場景。



遊鯊遊戲圈是遊戲策劃資訊分享、入行輔導平臺，致力於行業知識分享，能力提升，簡歷及筆試面試強化。瞭解更多請關注微信公眾號【遊鯊遊戲圈】。