《三维游戏设计中动画角色设计要素分析》
该文是游戏设计自考毕业论文范文与游戏设计类毕业论文范文.
摘 要：通常,三维游戏角色的制作过程分为六个步骤：原始图片设置、模型构建、贴图烘焙、骨架蒙皮、动画制作和引擎测试.生产周期为一到半月.本文将围绕三维游戏设计中动画角色设计要素展开分析.
关键词：三维游戏;游戏设计;动画角色;设计要素
三维动画又称3D动画,是随着计算机软硬件技术的发展而产生的一门新技术.三维动画软件首先在计算机中建立一个虚拟世界,在这个虚拟的三维世界中,设计者根据被表现对象的形状和大小建立模型和场景.然后,根据需要设置模型的运动轨迹、虚拟摄像机的运动等动画参数.最后,根据需求对模型进行了分配,穿上特定的材料和灯,当所有这些都完成后,计算机可以自动计算并生成最终的图片.在当今越来越流行的游戏产业中,不难发现,游戏已经成为人们释放自我和娱乐的主要方式之一.真正吸引玩家的应该是游戏人物的设计,而不是情节,玩家不会记得情节,只能记住人物.因此,在游戏的创作过程中,游戏角色的作用显得尤为重要.
一、三维游戏角色原画以及设定
通常每一款游戏都会有相应的艺术风格和艺术标准,这将逐一决定整个游戏的艺术方面要呈现给玩家什么样的风格,除了设定艺术标准,游戏需要什么样的艺术效果,呈现什么样的细节和特点[1].在角色制作的第一步,设计师会尽早设计出原创的角色画,并对角色设置、特征等有一定的框架.
二、三维游戏角色模型设计制作及拆分UV
当游戏角色的原始绘图和设置确定后,将生成角色模型.一般会先制作角色模型的中模,中模能尽快的将原画中的角色的体型、轮廓描述出来.通常在下一代游戏制作中,高模制作完成后会进行中模制作,高模制作会使角色模型非常精细,包括很多角色细节、角色素材等,展现角色的详细特征.高模制作完成后,根据高模制作低模,减少面数,在保证字符轮廓匹配的前提下尽可能优化.由于需要考虑手机游戏运营中的性能问题,该游戏实际上采用的是低模式,在精简面数的同时,应合理布线,方便后续角色移动.绘画作品的制作.创建模型后,需要将模型拆分为UV贴图.通常,UV贴图指的是相应模型的坐标.当我们将三维模型分解成二维平面时,利用UV计算每个平面对应于三维模型的具体位置,使映确地对应于模型的表面[2].
三、三维游戏角色贴图绘制（烘焙）
模型制作完成后,需要绘制贴图,而在这个环节中需要科普的是：早期的传统游戏（魔兽世界）,在绘制贴图时非常简单,所有元素都覆盖在一张贴图上,什么样的效果是手工绘制的,什么样的效果才是榜样.下一代游戏概念加入后,法线贴图（normalmap）、反射率贴图（albedo map）、金属度贴图（metallicmap）和粗糙度贴图（roughness）.法线贴图映射是描述曲面细节的凹凸变化,反射率贴图表示对象的颜色和纹理.金属度贴图和粗糙度贴图映射表示物体在光照条件下的纹理.最新的次世代技术是PBR技术（基于真实物理的渲染方法）.PBR有两种工作流程,一种是基于金属的,另一种是基于镜面反射的.上面描述的四个贴图是金属工作流的内容.贴图绘制的环节,不同类型的游戏会有一定的区别,以次世代游戏为例,法线贴图是根据高模的细节纹理通过烘焙的方式而生成的贴图,为的是将低模呈现的细节更加丰富;反射率贴图主要体现模型的纹理和颜的贴图;金属度贴图主要体现模型表明金属情况的贴图;粗糙度贴图主要体现模型表面的粗糙情况.在通过各种微调、细节优化后,便开始了贴图的绘制,这也是游戏美术风格、角色美术细节体现的部分,除了要用到大量的高清素材,还会需要设计者手绘进行原创制作,次世代游戏则会结合以上的贴图,以达到更好的角色质感和表现效果[3].
四、三维游戏角色搭建骨骼及蒙皮
模型、贴图制作完成后,需要进行游戏角色骨骼搭建,这里会根据角色的特性进行不同的设计,合理的根据角色肌肉、关节搭建骨骼,以方便后续的动画制作.而在角色骨骼搭建完毕之后则可以开始蒙皮,由于在3D人物制作过程中,角色骨骼和角色模型是分开的,因此将肌肉和皮肤绑定在相应骨骼上,保证骨骼运动模型对应的部位会跟着运动的过程叫做蒙皮.蒙皮除了将模型绑定到骨骼上,更重要的是合理分布每一块骨骼控制的模型区域,分布的越合理自然、符合真实生物运动肌肉牵引,才能越好的满足生物动画运动的需求[4].
五、三维游戏角色动画制作及优化
在人物蒙皮完畢后,将根据游戏需要制作动画,如角色行走,从而达到逼真的效果.这一过程将涉及骨骼、生物运动等知识,在动画制作和优化环节将更加严谨,除了反复检查参与活动的皮肤和骨骼外,还需要删除不必要（多余）的骨骼,应严格按照动画过程制作,通常一个骨架用于多个对象,因此绑定过程通常比动画本身更重要[5].
六、导入引擎进行测试
完成上述工作后,动画师将把好的角色还给模型制作者.此时,角色模型将导入引擎进行测试,包括材质渲染和其他内容.这一部分还可以进行各种优化调整,经过测试,角色模型本身的生产过程甚至被考虑在内.
七、总结
在游戏角色的设计中,主要有两个方向：一是故事情节导向设计;二是视觉艺术导向设计.故事型角色设计通常依赖于游戏的情节,即设计师从故事的背景和内容出发,挖掘人物的个性特征,并确定人物的外形形象.然后,根据故事的特点,可以确定什么样的视觉形象来呈现角色,通过这种方式,玩家将更有兴趣了解游戏背景和操纵角色.以艺术为导向的游戏角色设计不依赖故事内容,其往往为简单模式的游戏提供纯粹的视觉艺术强化作用.游戏角色常常来自设计师的突然灵感,驱使他去创造这个角色,然后为其创造故事.
参考文献：
[1]崔丽.VR虚拟现实技术在三维游戏设计中的开发与实现[J].电视技术,2018,42（05）：44-48.
[2]吕勃陶,蔡文庸.次世代三维游戏中的角色设计浅析[J].科技传播,2015,7（17）：21-22.
[3]卢金浩,张帅,伍传敏.基于Unity3D三维游戏场景与AI系统的设计与实现[J].三明学院学报,2013,30（06）：31-35+44.
[4]杨玥,闫光耀.浅谈三维游戏动画角色设计元素[J].科技资讯,2012（10）：18.
[5]焦翔.论三维网络游戏角色设计之模型数据平衡[J].艺海,2011（06）：75-76.
小结:上文是关于游戏设计方面的相关大学硕士和游戏设计本科毕业论文以及相关游戏设计论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
游戏设计引用文献:
[1] 游戏设计相关论文选题 游戏设计论文标题怎么定
[2] 游戏设计论文参考文献推荐 游戏设计核心期刊参考文献哪里找
[3] 游戏设计论文提纲模板范文 游戏设计论文框架怎么写
