如何在3D空間打造2D藝術，《Season》插畫外觀創作分享

2020年的Game Awards中，我們Scavengers Studio尚待發布的遊戲《Season》一經亮相，就憑藉其美術設計收穫了大量積極反饋。我們的團隊希望為玩家創造一個富有魅力的暖調世界，讓玩家騎著自行車去探索美麗的風景，揭開隱藏在表面之下的祕密。我們的美術設計發揮著關鍵作用，它將迎接玩家記錄《Season》中的低語，因為這個世界已註定會被毀滅。

《Season》的美術設計從插畫家、油畫家和自然光攝影師那裡汲取了靈感。我們用來描繪現實的極簡主義手法類似於早期日本浮世繪畫家和Norman Wilkinson等20世紀中期的海報藝術家。這種剔除細節而非增加細節的簡化思維方式，成為我們在開發整體外觀時牢記在心的準則。你會注意到，我們心中的美術風格靈感源自2D，而我們將它融入到了3D場景中。

這就引出了一個問題：如何在3D空間中創造2D美術風格？

為了找出答案，我們找到了三名美術師和開發者：負責角色和技術美術的Felix Arsenault（Feu）、環境美術師Geneviève Bachand以及3D程式設計師Irwin Chiu Hau。

我們的3D場景最初由虛幻引擎提供的工具搭建。不可否認，我們的一些美術師在開始使用虛幻引擎時並沒有感覺非常順手。但他們還是對藍圖和基於節點的工具讚賞有加，這些工具易於上手，簡化了他們的學習過程。Felix說：“虛幻引擎包含了操作便捷的優秀工具，地形、植被和自動細節層次（LOD）等工具尤其有用。”

團隊需要靈活地創造和迭代自定義工具，將繪製的美術設計外觀轉移到可探索的3D世界中。“因為一切都是基於節點的，我們可以通過視覺化程式設計節點快速製作工具並自定義著色器，並且不需要傳統的程式設計背景。”Felix說。我們的美術師參考了其他引擎中對應的節點型功能，但發現它們都不如虛幻引擎優秀。

Geneviève解釋說：“虛幻引擎的功能允許我們自由創作，使我們能夠專注於遵循美術設計。在虛幻引擎功能的幫助下，我們構建了自定義著色器來實現《Season》的特定外觀，而不是被迫只使用引擎中的現有內容。”虛幻引擎中的創作靈活性賦予了團隊自由，Felix補充說：“作為美術師，我認為，我們不可能在其他引擎中做到這一點。”

《Season》團隊依靠迭代各種遊戲功能，探索完美展現這種氛圍的方法，即使美術方面也不例外。虛幻引擎的靈活性允許我們將各種工具與其他現有功能搭配使用，這使得我們的美術師能夠進行實驗，並根據需要新增新功能。


我們的一項美術迭代是基於這樣的想法：剔除細節，捕捉世界的美。然而，虛幻引擎的光照和陰影解決方案旨在使用基於物理的渲染（PBR）和光線追蹤等功能，保留真實度和細節。

虛幻引擎或虛幻商城中的後期處理解決方案並未提供我們想要的功能或外觀，所以我們必須為此展開一些額外的工作。

為了匹配我們美術設計所追求的有限細節層次，我們決定重點了解傳統繪畫中如何運用區域性色彩，以及數字繪畫家如何模仿這些技法。來自Artifact5的Mohannad Al-Khatib和Ramy Daghstani為我們建立了一個著色器，專門按照插畫技法中的方式使用反射率（或區域性色彩）。

首先要選擇反射率，也就是畫家所說的每種材質的區域性顏色，然後選擇與各類物體關聯的陰影色調。著色器會自動取得陰影色調的顏色與反射率的顏色，並計算出最終的陰影顏色。接下來，虛幻引擎會根據光線的入射角判斷，是選擇陰影顏色還是反射率。

著色器會使用顏色和陰影的錯覺來重現插畫作品的深度和紋理。用Mohannad的話來說，通過建立這樣的著色器，在“讓美術師控制”和“讓引擎完成大部分工作”這兩種選擇之間找到了平衡點。使用虛幻引擎，美術師可以簡單地公開特定引數，通過對引數的修改來控制最終結果。在材質節點編輯器中，一切都是可單獨編輯的，如此一來，我們就能夠製作並完善主材質，並將它們連線至我們的自定義工具。


但這種美術設計使我們遇到了一個技術問題。如果一切都可單獨編輯，我們就很難使用全域性光照統一各個區域。因為每個物體都具有特定的陰影色調顏色和反射率顏色，它可以包含一個紋理顏色，這使得在不同的光照場景下，整個紋理很難有一致的陰影顏色。這就是說如果遊戲中的天色發生改變，我們必須單獨編輯所有這些物體，才能反映出變化。如果清晨的金色陽光灑在遊戲中的所有物體上，需要逐個更改它們，才能反射正午清爽的藍色光線。我們得到了一個美麗的靜態場景，物體展示著各不相同的外觀，但它們不能有不同的顏色或對比度。

我們修改了美術設計，建立更容易建模的場景，展現物換星移，能夠在高地和生物群區等位置間輪換。這迫使我們重新拾起虛幻引擎的PBR模型，但必須做一些調整。如此一來，我們就能接收到基於入射光線的“真實”照明，這意味著光線將始終來自於某個自然光源，例如天空或閃爍的燭火。獲得這種光照之後，我們會確定亮度閾值或入射角閾值，根據光源顏色計算每個影像畫素的陰影顏色。

我們的卡通著色器專門用於改變材質中的顏色，而我們全新的美術設計則專注於使用光照的變化營造更美麗的場景。例如，如果我們想在場景中提升對比度，可以增強直射的陽光，移除天空中柔和的光照，從而形成一股來自太陽的直射強光。如果我們想進一步控制對比度，可以使用後期處理工具。

我們新制定的光照決策引出了一項新特色：轉向使用天空球體的靜態光照。天空光照與光源類似，根據來自天空的光線，使整個場景的卡通渲染保持一致。天空光照產生的光線和陰影顏色將投射在場景中的所有物體上。我們還有一些設定項，可為天空設定一種基調，為場景的整體氛圍新增一種色調。例如，在安全而熟悉的地方，天空光照將為所有資產投下暖色調的光線。

現在，所有的光照都包含了接近於次表面散射的效果，光線將被物體吸收或反射，營造光線發散的效果。想象在晴朗的夏日，光線透過樹葉，被綠葉吸收，使它們顯得更加閃耀。另一個例子是，白色路面上的陽光反射進你的眼中，眩光讓人分不清方向，但感覺溫暖。我們的光照著色器是能量恆定的，這意味著，無論我們向場景中新增多少光線，它始終會保持一致。而如果我們為同一物體新增兩處光源，它的亮度就會變成兩倍。這些寫實的瞬間激發了《Season》中光照設計的改變，創造出玩家更熟悉的世界。

Look Dev Manager

另一個障礙是，當我們得到著色器並開始構建材質和各種自定義工具時，這些工具不夠自動化，缺乏易用性。我們最初就有許多可用的功能，但它們全都散佈在多個關卡中，需要手動執行。

我們的解決方案是建立“Look Dev Manager”。Felix解釋說：“這是一個基於藍圖的工具，如果沒有視覺化程式設計，我永遠無法制作出來。”這是一個簡單的拖放工具，可以在遊戲的任何關卡中使用。它能夠連線和控制所有自定義著色器、後期處理工具等美術師所必需的功能，並將它們緊密地封裝在一個位置。


它還能與虛幻引擎的光照場景相結合，允許我們載入和解除安裝影響光照、雲、天空盒、霧和陰影等一切與氛圍和意境相關的光照場景子關卡。

它包含多種功能，並易於維護。它可以靈活地刪除或新增我們想要的任何功能，而且對藝術家來說，建立和使用都很容易。

接下來，讓我們來深入挖掘Look Dev Manager中內建的一些功能。所有功能都是通過視覺化程式設計實現的。

關鍵幀序列

為了控制一天中不同時間的光照，我們在Look Dev Manager中使用了一個關卡序列管理器，它可以控制一天中太陽顏色和位置的變化。關卡序列管理器控制著太陽轉移時間和位置的關鍵幀，隨著時間和關鍵幀編號的向前推移，一天也將過去。所有的自然光照都是連線在一起的，可在代表當天時間的關鍵幀內進行控制。

我們也可以使用光照動畫來混合不同的時間和天氣系統，從而在兩個不同的光照場景之間實現平滑過渡。



《Season》的氛圍和環境

我們面臨的另一個挑戰就是為《Season》創造氛圍和環境。如果玩家望向山丘，與周圍環境的大氣相比，他們將如何感知天空的顏色和紋理？我們再次從2D媒介中尋找靈感。

我們通過一層累加的大氣看到遠處的地形，它染上了天空的顏色。團隊通過研究畫中的地形，模擬畫家如何使用色彩在雲端、地形以及一切其他物體之上創造一層大氣。

露天派畫家的作品是我們調配大氣的重要參考。他們傾向於將陰影中的資訊分組，比起明亮區域，陰影中的細節會被果斷地捨棄，保留更高階別的細節層次和紋理。

儘管虛幻引擎中預設提供了很好的大氣和霧工具，但它們無法表現出我們想要的行為，並且在很大程度上，會受虛幻引擎預設使用的各種光照系統影響。我們需要更簡單、更靈活的解決方案來實現插畫風格外觀。幸運的是，開始使用視覺化程式設計迭代和開發替代方案並不困難。

我們轉而採用數字繪畫家的一種方法，來重現傳統畫家的這種大氣透視。為了控制遊戲的氛圍，我們使用了定向光源（太陽/月亮）、自然天空光照、天空大氣和霧。

“我最終建立了兩種型別的後期處理：大氣透視後期處理，以及基於高度的霧後期處理。”Felix說。

我們的自定義大氣透視後期處理是基於距離的，此外，它還採用了一種增亮和濾光系統來控制霧的行為。我們為美術師提供各種引數，用來定製和控制場景氛圍。另一方面，我們自定義的基於高度的霧後期處理提供了多種混合模式可供選擇，並支援基於紋理的風，我們可以定製風併為它製作動畫。

同樣，這些都被排除在大多數預設的自動化系統之外，美術師們可以自由地使用它們。

這些後期處理是可疊加、可混合的，可以在Look Dev Manager內部或外部使用，我們可以使用它們的多個版本相互疊加，以達到預期的結果。有了這兩種型別的大氣後期處理，我們就可以實現足夠的深度和準確度，滿足為遊戲渲染心境和氣氛的需要。

我們嘗試儘可能地保持Look Dev Manager的靈活性，並將它模組化，這也確保了各個功能的靈活性和模組化。


《Season》的後續工作

這只是《Season》目前開發工作的一瞥，我們仍在虛幻引擎中為這個世界創造活力。隨著時間的推移，我們看到這些自定義工具不斷地誕生和完善。它們幫助我們創造了從未見過的氛圍和環境，擴充了電子遊戲美術設計的極限。

我們期待著開啟這個世界，供玩家探索。歡迎大家現在就將《Season》加入Steam或Epic Games願望單。

Epic Games商城連結：

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來源：虛幻引擎