Epic美术设计师：《堡垒之夜》如何做多平台优化

11月13日，在创梦天地参与主办的Casual Connect全球游戏开发者大会上，Epci资深开发者美术支持李文磊进行了有关“《堡垒之夜》如何为多平台内容进行优化”的演讲。

在演讲中，李文磊提到《堡垒之夜》是一款百人同场、动态丰富的开放世界游戏，玩家的可视距离非常远。因此在跨平台移植中，开发团队要考虑游戏中哪些东西需要被剔除，又如何剔除。与此同时，如何让游戏在手机、游戏机和PC的跨平台联机中保证同步，也是开发团队在移植中面临的一大挑战。


以下为笔者整理后的演讲内容：

《堡垒之夜》是一款开放大世界游戏，游戏内百人同场、全动态、可破坏、可建造，玩家的可见距离非常远。如何平衡效率和效果是移植中需要考虑的事情。

在全平台开发中，我们面对的最大问题不仅仅是开发完PC开发手游，各自跑各自的，而是不同的平台之间可以联机战斗。我们要保证游戏在手机、游戏机和PC上是同步的，否则会带来游戏不平衡。我们目标在PC和高端的游戏机上跑到60帧，移动平台和低端PC共享优化方案；通过减少Draw call，减少三角面等，优化shader，减少内存开销等方式提高效率，同时保持视觉效果。


在优化之前我们内部有一个报告。我们会用各种工具统计两个版本之间的优化差异，这样可以非常好地跟踪优化的效率。


《堡垒之夜》中的建筑由非常多的模块组成，同时每个模块又可以破坏。一个建筑有三到四百个模块，一个城市折算下来有十几个建筑，再加上地面其他的物件，一个小镇很轻松就可以到达到几千个模块。

对于普通的游戏或者普通的方案，我们可以利用一些比较激进的剔除方式，比如把远处的直接裁减掉——很多游戏都是这么做的，大家似乎也能够接受，但这么做不是很优雅、不是很高级。


而且《堡垒之夜》是全平台对战游戏，如果各平台剔除不一致，Game Play就会不平衡。

另一种方式尝试直接使用HLOD。我们可以把很多模型和材质合在一起，但是中近距离的品质是无法接受的，非常的LOW。而且HLOD无法部分被摧毁，在中远距离无法反映实际模块已被摧毁的状态，如用狙击枪、远程武器可以穿透，所以这个方案不合适。

于是我们提出了DHLOD的概念，就是可破坏的HLOD，它的面数和品质介于原始模型和HLOD之间。


那么怎么制作HLOD呢？我们可以把原始所有的模块合在一起，这样面数非常多，于是我们决定使用原始品质的第三级的LOD合在一起。第三级的LOD品质制作的非常精巧，我们采用了手动产生LOD的方式而非自动生成，比如说手动调整模型法线产生一些硬边。

我们用HLOD工具获得最LOW的那级LOD合并在一起，材质也合并在一起；这些HLOD合并的参数设置可以作为一个资源，资源在不同的地图、不同的建筑之间共享，而不需要每个建筑在生成DHLOD时设置它的参数。

合并完成之后，DHLOD还需要具备可破坏的功能。中距离如果被破坏掉，DHLOD相应的区域也要取消掉。具体做法我们使用了坍塌顶点的方式，在制作时每个模VC中给与了一个唯一的2D index作为标记;地图在生成时为每栋建筑生成一张G8的RT，游戏中当玩家敲掉其中一个模块时，在RT相应的位置写入一个黑色的象素，然后使用模块的VC作为UV来采样这个象素，对它进行顶点的坍塌，来达到隐藏的目的。


同样植被在远距离我们也需要在保证效果的同时保证效率；我们不希望它在远处被裁切掉，于是利用了HLOD加上IMPOSTOR的方式。

IMPOSTOR简单的说是通过shader，在简单的quad模型上绘制采样类似flipbook贴图的不同区间图像，来匹配摄像机的视角从而模拟真实3D的方式。这极大的降低了三角面的开销。然后把做完的IMPOSTOR作为HLOD的一部分来减少DC数量。这个过渡非常平滑，因为每种树都需要单独的贴图和材质，这对贴图的开销以及内存可能会有一些占用。


如果直接用HLOD合成，那么会面数既高效果又差。但用了Impostor加HLOD，三角面就会比较低，而且效果比较好。制作上，我们提供了两种工具，一个是Engine Content下已有提供的Render To Texture工具，另外一种是Ryan brucks提供的Plugin

●Render To Texture

https://docs.unrealengine.com/en ... derToTextureTools/3

●Plugin

https://github.com/ictusbrucks/ImpostorBaker

而对于草的优化，一方面在于三角面的处理，另一方面是材质,以及密度。三角面上我们多增加了LOD；模拟摆动的动画在材质上做了简化，并去掉了比较废的Rotate（旋转）节点，使用Pan（平移）的方式来模拟摆动。

地形的优化这块，主要是在层数上减少，比如从PC上9层减少到手机上的4层；还降低了材质的复杂度。在流程上，我们自己做了BP的工具，它可以在9层的范围下工作，可以自动利用BP工具把它合成4层，不再需要为了针对某种平台专门去处理。最后呈现的效果与原先差别不大，主要的区别在于我们去掉了层与层之间过渡的细节，如果没有这些细节，草和土之间过渡会比较模糊，有了这些细节这些过渡会比较清晰。


场景的优化主要在于合并物件，怎么合并？我们有一个POI的概念，就是在一个兴趣点附近的物体会合成一块，面比较少的物件合在一起。合并物体要增加包体的大小、需要平衡。

在手机上，我们为场景的LOD做了非常激进的切换，并且在4.20版本中新加了一个MinLOD，就是最小LOD的剔除。与此同时，玩家在游戏中制造的墙面或者建筑物的面是非常多的，要将它尽量的简单，尽量的用LOD，面数尽量少且品质尽量高。另外，手机上Mask的开销非常大，我们可以让模块被建成以后瞬间切换成非透明的材质，这样就可以减少开销。

视距剔除方面，我们采用了逐平台调整视距的方法。我们先将低端平台调成合适的距离，高端平台再往远处加，这样对游戏体验会比较好。除此之外，我们还利用DetailMode剔除了一些装饰，所有的物体作为BP都可以逐个设置参数，以及设置绘制的距离。

风暴云的话，一个要处理的是面数，另一个是材质复杂度。于是我们分割了风暴云的模型，利用视锥剔除减少了渲染的面数，并仅在透明区域做了材质Mask的变化，以减少透明的开销。


另外，《堡垒之夜》中的阴影是动态的，它会根据太阳的起落而不停转动。我们不想去掉游戏中的远距离阴影，但如果它是动态的，那会非常费性能，所以我们也做了一些优化。

优化的方法是假阴影。简单来说，就是使用模型制作假阴影，用Quads模型，用光影方向改变Quads的形状化方向。在贴图上，我们对每种类型的树做了四个方向剪影，做入RGBA通道里面，然后添加距离场效果。


材质的实现主要分为两块：一块是阴影形状的变化，简单来说就是利用光线的方向产生权重，来决定使用贴图的哪个通道来改变阴影的形状；距离场的作用是在形状切换时产生形状变化的混合。另一块是使用Vertex Shader做Quad的旋转以及拉伸模拟。

角色优化则分为顶点和材质复杂度两块。顶点可以参考一下每级的数量，MinLOD设置为1。LOD1去掉了头骨，LOD2去掉了手指和一些骨骼。LOD的生成参数，比如需要多少面，多少屏幕比例进行切换等，都可以存成一个资源，这个资源对不同角色可以反复利用，不用再重复设置。

Sections的话，我们将其合并为四个——头、身、背包、武器。在PC上我们使用Mask来隐藏身上的某些附件；移动端为了优化材质，使用了Opaque材质，同样通过VS坍缩顶点的方式来进行隐藏和显示。

在角色动画方面，一些长动画比如滑行，会很占内存。于是我们在手机上用一些简单的Pose加上一些Additive的Noise动画来模拟，减少内存的开销。

灯光方面则去掉了一些动态灯光的支持，减少Shader Permutation的数量，也降低了渲染开销。

在特效上，我们去掉了在手机平台很占内存的Morph target，因为实现这些Morph动画效果的贴图无法Steam和被压缩。其次，我们结合Significance设置其重要性，来决定其tick频率以及是否被绘制等。再者，我们使用固定边界盒，设置好它的大小，从而极大减少了CPU的开销。


由于很多特效是透明的，而透明材质的光照非常耗时，所以我们将手机上的透明材质换成了简单的光照模型。另外，我们通过在材质中去掉一些之前没有用的静态分支，来减少Shader数量，同时也去掉了一些极大增加手机开销的环境特效，比如云雾等。

另外，《堡垒之夜》中掉落物品的种类很多，它们在PC上包含很多不同的部分，比如背景、前景、特效、勾边等。在手机上，我们首先将所有部分合成为一个物体，然后材质上做了简化，另外一些描边效果和之前材质的静态分支也去掉了。

最后在贴图上，我们从不能Stream贴图和大贴图着手，另外UI也是挺大的一块。我们为UI做了mip,根据分辨率的需求在特定平台上使用特定级别的UI，并重复利用了一些贴图，使用Device Profile在不同的平台设置不同平台的Texture group参数来减少内存开销。

来源：游戏葡萄
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