周澤輝 長沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院

引言

游戲開發(fā)一般有規(guī)劃，建模，編程實現(xiàn)等流程。通過三維建模軟件構(gòu)建出3D 場景模型是游戲開發(fā)編程的基礎(chǔ)。游戲場景有室內(nèi)場景也有室外場景，室外場景呈現(xiàn)得較多，如：開始游戲時，呈現(xiàn)在玩家眼前的典雅古建筑群，美麗的花草，高大的樹木，高山瀑布，藍(lán)天白云等。但在制作3D 場景模型時，通常用靜態(tài)場景模型與動態(tài)場景模型來劃分，像房屋建筑、圍墻、走廊等這些就屬靜態(tài)模型，動態(tài)模型如，變幻的天空、飄動的云朵、潺潺的流水、各種活動人物及動物等。三維建模要經(jīng)過模型的構(gòu)建、、紋理貼圖、燈光設(shè)置、場景烘焙等過程才能完成。3Dsmax 作為一款優(yōu)秀的三維建模工具軟件，不僅受游戲開發(fā)者歡迎，還廣泛應(yīng)用于影視特技、虛擬現(xiàn)實開發(fā)及建筑設(shè)計等方面。

1 常規(guī)建模技術(shù)分析

(1）新建場景模型

常規(guī)性三維建模的方法有基本幾何體建模、復(fù)合建模、NURBS建模、面片建模等。對于一些較規(guī)則形狀，如，圍墻，房屋建筑的規(guī)則部分等可采用基本幾何體建模，不規(guī)則的形狀通常先用命令畫出切面形狀，再通過擠出命令建立模型的基本輪廓。建模中，幾何體的運用是最基本的，一個幾何體由多個元素構(gòu)成，每個元素由多個多邊形構(gòu)成，每個多邊形有邊和邊界構(gòu)成，邊由點構(gòu)成。兩個元素可以相互依附為一個元素，一個元素也可以拆分為多個元素。

對于游戲中的花草樹木等，3Dsmax 支持相關(guān)插件，可自動創(chuàng)建既定的模型，但這類模型普遍面數(shù)較多，會耗費較多內(nèi)存空間，使得游戲運行變慢。實際開發(fā)中，小型游戲中花草樹木一般采用體面結(jié)合的方法，花草樹木中枝干等部分可用基本幾何體建模，而對于花朵、葉片等細(xì)節(jié)要求高的部分則通過面貼圖實現(xiàn)，這樣得到模型效果較真實，外觀也較漂亮。大型游戲中的花草、樹木制作則通常采用面紋理貼圖處理，先建立起平面，再導(dǎo)入制作好的花草樹木的紋理貼圖，從而形成三維的花草樹木效果。

(2）常規(guī)建模中應(yīng)注意的問題

首先，對象名應(yīng)備注。新建模型時要注意備注好幾何體的名稱，備注好名稱能讓游戲編程程序員容易辨認(rèn)模型的來源。對于像游戲人物的模型，還要將骨骼名稱備注好，方便其他成員快速找到并完成下一步開發(fā)。

其次，模型面數(shù)要控制。制作游戲模型要注意控制模型多邊形的面數(shù)，多邊形的面數(shù)過多，會影響游戲的運行流暢。對于單個體的模型來說，可為多邊形添加優(yōu)化器，通過優(yōu)化命令來優(yōu)化所建立的模型，簡化模型的面數(shù)，從而降低模型復(fù)雜度。對于像房屋建筑群這樣群集化模型的簡化，首先應(yīng)注意去除個體三維模型多余面，有效減少模型的整體復(fù)雜度，如遇某些面在另一個外部面的內(nèi)部這樣的情形，則沒必要對其進(jìn)行渲染，游戲時如不需要進(jìn)入房屋的內(nèi)部面，對于這樣的房屋墻體，建模時可直接用幾何體代替。

2 粒子系統(tǒng)的運用

(1）粒子建模技巧

粒子系統(tǒng)是制作游戲模型時一個不可缺少的重要組成部分，游戲中很多特效場景，如：雨、雪、灰塵、泡沫、火花、氣流等，這其中很大一部分都是通過粒子系統(tǒng)來構(gòu)建的。雖然粒子系統(tǒng)的場景效果也可以通過編程來實現(xiàn)，但這需要專門的算法來支持實現(xiàn)，復(fù)雜度大且易產(chǎn)生運行報錯。好的做法是，一般先用3Dsmax 制作出相應(yīng)粒子系統(tǒng)的模型，再導(dǎo)入游戲場景，再編輯實現(xiàn)其動態(tài)效果就容易和方便多了。

粒子系統(tǒng)是一個相對獨立的模型構(gòu)造系統(tǒng)，制作粒子系統(tǒng)模型時，同樣要簡單不能過于復(fù)雜，粒子的數(shù)量也不能太多。構(gòu)造粒子系統(tǒng)模型時，要注意設(shè)置場景的重力效果，粒子系統(tǒng)視圖中的指定材質(zhì)功能較單一，無法解決不透明等問題，通常要使用材質(zhì)管理器。

(2）粒子動畫的烘焙

3Dsmax 建立的粒子系統(tǒng)模型，導(dǎo)出FBX 格式文件后，在游戲場景中可能不顯示，這是由于粒子對象本質(zhì)上來說不是幾何體模型，因而無法直接顯現(xiàn)，但可以通過網(wǎng)絡(luò)化（Mesh）的方法，將粒子系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為幾何體來呈現(xiàn)。粒子系統(tǒng)動畫效果的實現(xiàn)，一般還需要使用到PFlowBaker 等插件，把粒子系統(tǒng)動畫烘焙在動畫軌跡關(guān)鍵幀上，不然網(wǎng)絡(luò)化拾取粒子對象時，只相當(dāng)截圖一張。

3 貼圖技巧

(1）紋理貼圖

場景模型建立后，還需要貼圖操作來實現(xiàn)場景的真實效果，場景模型的貼圖一般支持的圖像格式有：JPG、BMP、TGA、PNG、DDS等幾種格式，其中TGA 圖像格式適合于制作一些不規(guī)則形狀的圖形及圖像文件。Photoshop 是開發(fā)者通常使用來完成紋理貼圖處理的工具軟件。游戲場景的更換也可以通過貼圖技巧來實現(xiàn)，如樹木花草，不同房間場景變換，可以對同樣樹木、房間通過采用不同紋理貼圖變換場景，這樣做既可節(jié)省在建模上花費的時間，還能節(jié)省游戲占用的內(nèi)存空間，讓玩家有更好的體驗感。

(2）UVW 展開貼圖

UVW 貼圖展開的操作方法比較復(fù)雜，特別是對于人物模型或者動物模型進(jìn)行UVW 展開的操作流程則更加費時耗力。例如，對人臉進(jìn)行UV 展開，要注意觀察多邊形網(wǎng)絡(luò)，展開時，可從頭骨頂面剝開到背面的后腦骨中間，繼續(xù)展開至下巴下面的頂點及脖子循環(huán)的邊面，把臉部UV 展開，平鋪在UV 編輯器的視圖中，調(diào)整松弛度。有時候，在完成UVW 展開時，也許會反了或者是倒的，這時可以用水平鏡像和旋轉(zhuǎn)方法糾正。之后，啟動Photoshop 軟件，打開UV 貼圖文件，進(jìn)行圖像紋理處理操作。不過，進(jìn)行UV 網(wǎng)絡(luò)形狀展開時，擺放UV 桌面有可能比較亂，需要進(jìn)行“緊縮UV”等自動整齊操作，有時甚至還會需要手工操作來對某些部分進(jìn)行對齊。

(3）貼圖優(yōu)化

貼圖圖像素材可通過數(shù)碼相機(jī)拍攝，很多時候也可通過網(wǎng)絡(luò)渠道來收集。原始圖像的文件數(shù)據(jù)一般都比較大，使用Photoshop 處理圖像時，除了制作出需要的紋理效果外，對貼圖圖像的格式優(yōu)化也是非常重要的，合理大小的紋理貼圖可以減少對內(nèi)存的占用，大大提高顯示處理的速度。此外，紋理圖片的格式也影響著圖像的呈現(xiàn)效果，PNG、TGA 圖像格式支持透明屬性，JPG 圖像格式支持不失真的壓縮算法，同時還能保障紋理貼圖的呈現(xiàn)質(zhì)量，使用Photoshop 進(jìn)行紋理貼圖處理時，要根據(jù)游戲場景的需要及圖像的屬性特點合理設(shè)置參數(shù)，以便達(dá)到最佳顯示和運行效果。

4 文件存儲與導(dǎo)出

(1）文件保存及備份

完成模型制作之后，要及時保存到命名層次清晰的目錄文件夾里，最好不要單獨存放到其它文件夾位置或散開的復(fù)雜性文件夾。制作3D 模型有必要在每個模型制作階段保存其副本，方便后階段遇有特殊要求時，對模型進(jìn)行重復(fù)使用或修改。

(2）導(dǎo)出三維模型文件

完成三維場景模型的制作后，可根據(jù)游戲引擎軟件或虛擬現(xiàn)實制作軟件的需要，將模型、動畫導(dǎo)出為所需要的格式文件。導(dǎo)出時，在3dsmax 左上角展開找到“導(dǎo)出”按鈕，如要導(dǎo)出為FBX 這種通常格式，只要在導(dǎo)出FBX 界面按“確認(rèn)”保存即可，參數(shù)選擇操作一般只要采用默認(rèn)設(shè)置即可。

5 結(jié)束語

3Dsmax 因建模方式直觀，功能強大，一直以來深受三維游戲及虛擬現(xiàn)實開發(fā)人員的親睞，從游戲開發(fā)建模的視角，探討了3Dsamx三維場景建模的技術(shù)應(yīng)用要領(lǐng)，為相關(guān)學(xué)習(xí)者提供參考。