GDC | 《三角洲行动》世界创建：跨平台开发美术管线和工具

导语：在今年的游戏开发者大会（GDC 2024）上，来自腾讯游戏的专家持续带来前沿分享，围绕AI、渲染、跨端游戏开发、动画等游戏技术应用及游戏制作，引发同业关注。本文为“《三角洲行动》世界创建：跨平台开发美术管线和工具”分享的图文版干货内容。

分享嘉宾：王理川 腾讯互娱天美Y1工作室技术美术负责人

大家下午好，非常荣幸能代表天美工作室在2024年的GDC上发言。今天我将介绍《三角洲行动》在PC和移动端世界构建相关的开放世界美术流程和工具。

首先，允许我简要介绍一下自己以及一些背景信息。我叫王理川，自2005年以来一直从事游戏行业。我在育碧上海和蒙特利尔工作了大约16年，专注于AAA级射击品类游戏，主要是汤姆·克兰西系列和孤岛惊魂系列。然后在2020年，我加入了JADE工作室，作为一名技术美术主管，支持了几款非常成功的游戏，比如《穿越火线：枪战王者》和《使命召唤：手游》。最近，我主要专注于《三角洲行动》项目。


今天我将向大家介绍我们在PC和移动平台上的世界构建。因此，我将把大量主题压缩成以下几个类别。首先，我将简要介绍《三角洲行动》项目及其背景。然后，我将解释我们如何处理某些类别的资产渲染。接下来，我将介绍我们的内部资产流程工具包，以处理这种复杂性。然后，我将探讨如何同时将个体资产同时整合到两个平台的世界中。最后，我将总结一些项目中的思考和经验教训。

一、简介

我们先看一下预告片，以防有些人还没有看过，这样可以给大家一些背景信息。


实际上，我们有三种游戏模式。撤离模式是在一个10公里×10公里的开放世界中进行的，这个庞大地图上的随机事件将保持与玩家的粘合度。大规模PVP模式包含了几个4x4和2x2的地图，拥有真实的地形，并包括军用车辆、坦克和直升机，构成了一场宏大的战争场面。还有战役模式，一个非常典型的线性任务游戏模式，重制了《三角洲行动：黑鹰坠落》。


这是一个对游戏制作来说具有革命性的项目，同时在PC和移动平台上进行制作，只有一个团队，在非常有限的时间里展开开发工作。自从PC版本开始研发到现在为止，我们花了一年多的时间，团队的峰值规模大概在300多人。我们有两个平台需要维护，不仅要进行内容迭代，还要考量性能和质量的平衡性。另一个挑战是创作者的培训，这是非常必要的，包括革命性的制作管线和新的工作流，以及培训如何使用我们构建的工具。


回顾项目的历史，从理论上讲，我们经历了三个阶段。最初，项目只在移动平台上开始，但由于我们的战略变化，我们决定在2023年初启动PC版本的开发。几乎所有的移动内容都被摒弃了，项目重新开始构思。春节过后，大约在二月份，内容开始开发。与此同时，工具也开始被实施到项目中。到目前为止，我们正处于对两个平台进行优化和打磨的阶段。


二、场景资产解决方案

场景资产，让我们深入了解一下。

理想情况下，我们希望开发人员可以在一个引擎分支上工作，并在任一平台上创建内容，也能相应地影响到另一侧的结果。因此，我们提供了两个入口，可以分别启动各自的功能。此外，如果我们想要查看另一个平台上的情况，我们还支持在编辑器中随时切换的功能。


在资产模型管理方面，我们采用了通用默认解决方案，即设置minimum LOD来调整LOD偏移。当在PC上查看静态网格时，它会显示所有LOD，这意味着PC版本使用了整个LOD链，而移动版本只显示最后几级LOD。然而，在FPS游戏中，碰撞精度很重要。由于模型的外形可能截然不同，我们为PC提供了额外的碰撞数据作为选项，一旦共享的碰撞不符合您的需求的时候，您可以进行调整。


由于PC和移动平台的渲染管线完全不同，我们最初将着色器和材质进行了分离。例如，以图片中的宇航员为例，PC部分是PC着色器，移动部分则是移动着色器。在顶层，我们有一个称为虚拟材质的层来管理两者。


对于纹素密度，在中等设备上，PC上设置为768 px/m，移动平台上设置为128 px/m。如果我们简单地按比例缩放大小，内存开销将达到可怕的36倍差异，这在任何情况下都是不可接受的。由于我们的材质最初是分开的，我们可以找到其他解决方案。


PC需要更高的保真度和高清外观。因此，对于道具，我们使用基于平铺的材质贴图来实现这一点，以节省更多内存。相比之下，在移动平台上，由于Draw Call的限制，通常每个对象只有一个ID。它覆盖了项目中90%的道具，材质将回退到一个极其简单、单层、低纹理采样的状态。


请记住，移动部分仍然是整个PC链的一部分，如何确保它们之间的一致性始终是一个挑战。在资产创建过程中，我们在Maya和3dsmax中复现了引擎材质，并从游戏引擎中同步了所有纹理和参数。

就像图片中显示的垃圾箱一样，左边的是在3dsmax中使用了3个复杂材质的PC版本。中间的图片通过使用我们提供的一些美术制作工具进行纹理烘焙处理，然后生成一个右边移动版本的单一独特纹理。这样可以避免从远处看出现大量的视觉突变。


对于绝大多数结构和建筑物来说，处理起来相对简单。在移动平台上，减少材质ID，摒弃复杂的材质，并尽量减少细节都是有帮助的。


跨平台的几何、材质和纹理是相互关联的。在图片中大致如此显示。数字代表每个模型的实际LOD。


每个平台的资产密度应该是有区别的。为了将PC提升到另一个高度，有三种方法可以实现：

首先，手动放置仅在PC版本中显示的模型。其次，我们创建了一堆集群作为预设，方便艺术家管理。最后，使用程序化美术工具，使预设更加智能！只要我们有足够的时间，这总是最好的方法。例如，如果你在地图上手动放置了一张桌子，对于PC版本来说，办公用品将按照一定的规则在其上生成。


植被是一种非常特殊的资产类别。


在PC上，最后几个LOD将转换为Card mesh。其概念是从不同角度捕捉card，得到最佳card，并在模型的剩余部分上重复此过程，直到没有剩余部分。由于所需的预算不同，在移动平台上，我们无法像PC那样支持如此大的贴图图集，所以我们选择了移动友好的解决方案，即使用非常小的纹理的billboard，其中128px能满足于大多数情况。


你可以看下他们在实时状态下的表现。


《三角洲行动》手游中的大多数树木看起来都是这样的。但是...如果整个游戏都充满了这样的对称性植被，那将会非常无聊和僵硬。我们为其余的树木给予了稍高的预算，并最终对两个纹理进行插值，使其看起来更好。有些树木本身是对称的，但在地图中放置时会倾斜。例如，棕榈树在场景中通常是弯曲的，对于这种类型的模型，我们在着材质中处理变形以使其更加适配。虽然仍然不能完全匹配，但它已经将跳变问题最小化，并且最重要的是它性能开销不大，在实践中，在小屏幕上效果非常好。


为了在PC上获得更大的灵活性，与其他静态资产不同，我们最终摒弃了共享的LOD。我们为每个平台创建了2个独立的植被模型，每个模型都有自己的LOD链。为此，我们自定义了foliage type成为连接两者的桥梁。因为它们不是跨平台交叉的，只要尺寸大致相符，它们不必在视觉上完美匹配。此外，始终支持PC独占的植被模型。


我们还为了创造一个更生动和逼真的世界而引入了颜色变化。其大致概念是为每个植被网格提供一个LookUpTable，在四个季节变化期间呈现不同的颜色。您可以看到图片，从左到右分别显示了春天、夏天、秋天和冬天。此外，我们在LUT的最后几个像素中定义了破损状态。


对于一个10x10的开放世界，我们使用一个10k大小的可动态streaming的纹理来控制健康状态。我们在每个集群中应用一些随机性。全局控制基于现实因素，例如阳光的方向、湿度的程度或人为因素。


我们尝试以经济高效的方式同时解决两个平台上植被颜色变化问题。


与植被不同，悬崖岩石的轮廓非常受游戏玩法的影响，关卡美术和关卡设计师几乎不可能同时管理维护两组分离的数据。因此，我们再次使用LOD链。


以下是PC上的一些特点。基于平铺的分层材质与细节法线。Dither混合改善了交叉并消除了硬边缘。


此外，我们添加了染色纹理以增加更多的变化。


在移动平台上，除了关闭一些PC特性外，我们还比较激进的优化材质复杂性和纹理采样。例如：我们将双层合并为单个纹理；顶层转为灰度并与法线贴图一起合并，通过颜色调整来近似还原原始纹理；基于贴图的遮罩将转换为模型上的顶点色。


下面是两个平台上最终结果的比较，涵盖所有规格的。我们努力使材质框架保持一致，并在低端到高端设备上有效平衡性能和最终渲染质量。


由于我们需要处理两个平台的各种解决方案，情况比以往更加复杂！一开始，我们遇到了许多致命问题，例如意外在移动平台上使用PC数据，或者非法数据进入编辑器，导致每天构建失败。这些问题每天都在不断出现。如何解决这些混乱的问题成为我们的首要任务！传统的手动设置方式在这个项目中行不通。因此，我们必须找到全新的流程和工具来尽量减少错误的发生。

三、Jade Hub概览

Jade Hub是一个处理此类问题和标准化各个流程的工具包。它包含许多特定的模块，包括负责跨平台数据设置的Jade Assets Editor，用于资产验证的Jade Check，以及充当DCC（数字内容创建）软件和游戏引擎之间通信桥梁的Jade Link，其中包括几个子模块，如Maya和3dsmax中的几何体模块、SD/SP模块、植被模块等。这个工具集也在工作室的其他几个项目中推进使用，并首次在Delta Force中落地。


Jade Assets Editor是一个基于打标签的Maya和3dsmax编辑器。关于层结构的设置，您可以看上面的快速演示。遗憾的是，它只提供中文版本，但我相信您可以理解。只需几次点击，整个跨平台设置将在非常短的时间内完成。


我们试图在第一次处理中自动化所有内容，以加快整个流程。腾讯拥有许多强大的技术和基于人工智能的产品，支持许多高效的操作，例如自动LOD生成、自动UV生成等等。只要您按照正确的命名完成了LOD0模型，自动化工具将完成剩下的工作。但是，如果美术对结果不满意，我们仍然允许他们进行手动修改。


因此，资产合法性验证是一个必不可少的流程。我们有41个验证项目。该工具将详细报告错误，高亮显示错误的位置，并提供修复建议。最重要的是，如果资产未通过检查，它将阻止非法资产进入编辑器。


Jade Link是资产进入游戏编辑器的强制性流程。它将所有数据导出为单独的文件（LOD、碰撞、体积等），同时导出包含所有信息和关联的Asset Info – 一个JSON文件。


Jade Link的SD/SP处理方式也基本相同。每组纹理导出都附带一个JSON文件。这也是纹理导入和材质创建的强制性处理流程步骤。这样做的主要目的是在导入到引擎之前，尽可能在DCC中完成所有任务并确保其正确性，从而确保游戏构建的稳定性。


数据每次经过Jade Link，或者换句话说，每次数据成功导入到引擎后，它都会自动推送到云端进行备份。大致的流程管线如下。


植被会稍微复杂一些，涉及到PC card mesh和移动平台billboard的不同处理方式，包括不同的材质和纹理合批策略，以及处理动态效果的pivot信息。这一系列操作也全部交给了植被自动化工具，最终将植被模型转换为Foliage Type。


我们有大量的外包人员。出于安全原因，我们只向供应商提供CLEAN编辑器，其中只包含非常基本的渲染功能、材质库和Jade Hub。外包人员负责完成我刚刚介绍的整个设置。项目中的美术要做的就是从云端同步数据，并将JSON拖入编辑器，整个设置在几秒钟内完成。这极大地提高了效率和正确性。


四、程序化

程序化实际上是我们最喜欢的部分。

简单地提高PC上个体的保真度无法满足艺术方向的需求。在游戏性不受明显影响的情况下，我们需要解决三个主要因素：首先，我们需要更多类型的模型，因为我们在PC上有更多的预算；其次，我们需要更高的密度来获得更真实的沉浸感；最后，对于额外的细节，我们将为PC专门创建更多的生态配方。总体而言，一切都需要高效、可管理，并符合我们的预算和进度安排。


让我们快速概述一下世界生成的流程。我们获取关卡美术在编辑器中绘制的landscape地形信息和美术输入，例如用于植被和地形的生态绘制蒙板或用于道路网络的样条线等。然后将其分为两个不同的流程以适应两个平台。从技术上讲，它们是分开的，我们在PC上有高清数据，而移动平台有自己的数据。


如图所示，左侧的图片包含50多种植被类型，而移动平台上的右侧图片总共只有约10种，某些情况下可能相差多达10倍。从技术角度来说，这种差距就运行时内存、磁盘内存和Draw Call预算方面是有可行的。


密度也是提高PC质量的另一个关键因素。从用户（即关卡艺术家和设计师）的角度来看，他们不必关心其背后的逻辑，只需选择预设并在希望的位置绘制，剩下的工作都由程序化技术美术和构建机器来处理。使用同一个生态笔刷输入，最终在任何平台上都能获得质量、性能等方面都适配的结果。


生态群落还将专门为PC提供特定的预设。这种类型的配方仅在PC版本中显示。


着色、光照、网格、纹理、密度几乎在两个平台上都有所不同。因此，生态群落的LOOK DEV流程实际上负责视觉对齐的重要作用。通过并排对比，确保配方和最终结果的相关性。由于移动平台上缺少某些特性和数据，我们会将对其进行一些艺术处理，例如增强环境遮蔽、调整颜色等等。是的，我知道，这有点耍滑，但它绝对有利于最终效果。


正如您在图片中所看到的，它们仍然看起来属于同一个生态群落，具有相似性。


我们在许多地方设置了非常戏剧性的破坏，尤其是在大规模PvP游戏模式中，这些地区每天都在不断迭代变化。因此，我们为几乎每个生态群落创建了另一套预设，以避免来来回回过多的修改，这意味着每个生态都有两个预设，一个是完整的，另一个是破损的。我们使用全局破损遮罩工具，让美术完全掌控。这个功能在两个平台上都适用，因此，移动平台上也要创建双倍的预设。


所有道路也都基于样条线预设。由于每个道路的类型在创建时已经定义，交叉路口生成也会根据您在关卡中选择的预设类型产生特定的结果。在移动端，同样也会呈现出一个更优化的结果。


与生物群系类似，每条道路也都准备了一个破损版本，涉及到改变地形，添加更多装饰性模型，周围生成粒子特效等等。移动平台上也是如此，我们用一种更经济的方式来实现这种组合。


我想要强调的是，我们努力寻找一种在各个平台之间建立联系的方法，并为之创建一系列工具。

总结

你知道，跨平台开发对每个人来说都是一个庞大的话题，显然，在这短短的30分钟演示中，我无法深入探讨每一个细节，但我只是给你一些例子和想法，让你了解我们做了什么。


在这里，我列出了我们从项目中学到的经验。其中最重要的一点是，倾听内容创作者的意见，他们总是给我们提供大量宝贵的反馈，以改进我们的工具和工作流程，这真的很有帮助。


我非常幸运的能站在这里向你们介绍我们所做的一些酷炫工作，但你知道，《三角洲行动》项目是一个的团队合作的结果。谢谢你们，《三角洲行动》团队，我为能成为你们的一员感到骄傲！你们太棒了！


来源：腾讯游戏学堂
原文：https://mp.weixin.qq.com/s/IpKE5Z0YWaH2c--Ug7AGig