游戏开发中 实现炸掉一堵墙有多难？

在很多游戏宣传视频中经常有主角炸掉建筑物的酷炫场面，但在实际游戏中，玩家操控的游戏角色往往连堵墙都炸不掉，少有的可破坏场景，也需要在系统提示允许下。为什么玩家不能随意随意拆毁一堵墙，炸掉一座桥？本文将从技术上和可玩性上，解读实现这些场景需要游戏开发者付出哪些努力。


一、技术上

在真实世界里，物体受到冲击会破裂成若干小块，在游戏中，这种破碎效果是由物理引擎中的破碎系统实现的。

游戏物理引擎会模拟物体（刚体）的撞击，当撞击发生时，物理引擎计算出撞击的位置和冲量，将信息交给破碎系统，破碎系统判定是否需要破碎，如何破碎，如果需要，就将刚体切割和分解成若干合适的碎片，切割后由物理引擎继续控制碎片，模拟碎片在真实世界的运动。


在往下讲之前，先普及一个游戏开发的小常识，游戏中所有物体都是由面组成的，面越多，细节就越真实，但对性能的要求也越高，因此游戏开发者需要不断平衡画面表现和性能消耗，用最少的面实现最优质的效果（这方面塞尔达传说 旷野之息做得非常牛逼）。


法线贴图（Normal mapping），一种模拟凹凸处光照效果的技术，可以在不添加多边形的前提下，为模型添加细节。


如何切割

破坏系统在切割碎片的过程中，需要计算碎片刚体的质量属性和形状切割。

刚体质量属性即刚体的质量、转动惯量和重心，为的是尽可能真实的模拟碎片运动；而形状切割要保证碎片质量属性便于计算，且形状大小丰富，接近真实破碎效果。

除了要切割刚体的形状外，还要切割用于渲染的形状，切割渲染形状的面，可以在切割刚体的面上，增加一些细节，同时带上纹理和uv坐标，用于产生切割面的材质。



什么时候切割

对于什么时候切割碎片一般有两种方案。

一种是预切割，在资源制作的时候制作好带贴图的碎片，在游戏运行时根据预先设定好的切割来分割。此种方式在运行时比较节省运算量，但是无论玩家如何着力，分割的结果都是一样的，和真实情况有很大差距。


另一种是在游戏运行的时候做，实时生成符合当时条件的切割，这种方法可以根据实际情况生成不同的碎片，比较接近真实世界的情况，但是运算量也非常大，容易引起游戏的卡顿，非常依赖机器性能。

不规则边缘如何生成？

破碎系统仅做切割和分解的工作，物理引擎本身不会去对破碎边缘区做细碎的东西，最开始的破碎都是方的、六边形等等，慢慢的添加一些细节。而不规则边缘的视觉效果主要是在Shader着色器里去做，从渲染层面做出比较好的不规则效果。

对于实时大量破碎，就需要结合特效来做一些效果展示。比如一个很大的爆炸，基本上是破碎系统切割+特效，同时还要尽量减少切割，减少面数，否则机器依然会非常卡顿。


育碧游戏（Ubisoft）《彩虹六号：围攻》（Tom Clancy's Rainbow Six: Siege，2015年首发）的破坏系统是其一大特色，游戏中易碎材质（如木头、玻璃等）所组成的表面皆可破坏，包含了墙壁、天花板与地板。这些材质除了使用炸药也可以用枪击或近战攻击破坏，若墙面遭到加固则需要特殊的炸药方可击破。要实现这样的破坏系统，彩虹六号的策划们是如何摧残程序员的呢？


请看彩虹六号物理程序员的泣血陈述：




二、可玩性

游戏中，如果要保持一个预期的体验氛围，原则上每一个可交互的内容都要对其有意义。这里的意义，是指玩家可以从这样的互动中获得东西，包括不限于经验值、得分、可能出现的道具、额外的信息、策略性玩法，以及加深对主题的印象等等，也即可玩性。

实现这种互动需要特定的场景摆放--关卡设计。如果玩家可以随意破坏关卡，或者一种互动被设计出来，而玩家从中得不到任何有助于该体验和氛围的额外内容，那么这种互动，除了会徒增玩家的认知负荷，还有可能破坏原先想定的整体氛围，玩家也难以从中获得满足感。


以育碧一款经典游戏--《雷曼》（Rayman，1995年发售）为例，这是一款解密闯关类的跑酷游戏，在当时的版本中出现了利用空气墙与二段跳快速通关的bug，也为育碧今后的一大批游戏正式奠定了买bug送游戏的基调。

在育碧后来的波斯王子系列之中（刺客信条），bug更是成为了游戏中的最大乐趣，玩家们常常会因为走错路而误入设计师的后花园，剧情的奇葩触发方式造成与npc对话的割裂，甚至主动利用空气墙来快速解决某些难过的任务。


最后再举个多人互坑游戏--《兄♂贵敢死队》（BroForce），一款像素风横版射击游戏，游戏中玩家是一名铁血硬汉，通过不断解救兄♂贵并成为新兄♂贵（哲♂学），消灭boss通关。


兄♂贵敢死队把破坏场景做成一种效果的体现，来给玩家快感，兼具游戏性，因此这个游戏的关卡设计本身就需要不那么在乎被破坏或者被绕开。但因为游戏中玩家可以破坏任何墙壁，梯子，因此也经常会出现路被炸光，只能自杀重来的尴尬场景。



游鲨游戏圈是游戏策划资讯分享、入行辅导平台，致力于行业知识分享，能力提升，简历及笔试面试强化。了解更多请关注微信公众号【游鲨游戏圈】。