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&& && && 论数字绘画在游戏制作中的运用
论数字绘画在游戏制作中的运用
内容简介：论数字绘画在游戏制作中的运用&&&&&&
摘 要：随着社会的发展，数字绘画作为现代化的产物，以其独特的优势占据了更广阔的空间。它不必像传统绘画那样必须依托于纸张、颜料等工具才能完成绘画作品，也不会受&作品难以长期携带&的困扰。它只用一套完备的具有绘图功能的电脑
摘 要：随着社会的发展，数字绘画作为现代化的产物，以其独特的优势占据了更广阔的空间。它不必像传统绘画那样必须依托于纸张、颜料等工具才能完成绘画作品，也不会受&作品难以长期携带&的困扰。它只用一套完备的具有绘图功能的电脑设备即可，不仅可以解决绘画工具的问题，也更易携带保存。
关键词：数字绘画；游戏制作；应用性
数字绘画因其独有的创作特征也被叫作无纸或者数码绘画，是利用电脑与绘画软件共同操作进行创作的一种绘画形式。它凭借低廉的成本以及独特的艺术效果在短时间内就被业界人士广泛采纳。在经济飞速发展的信息时代，良好的发展背景也为数字绘画的进一步发展提供了契机，进而扩散到全球范围，使其得到广泛使用。正是在此基础上不断改进与总结大大提升了数字绘画的整体水平。如今，数字绘画已经到了一个新的发展阶段，&用电脑绘画&的说法已经成为过去式，CG才是它现代化的名字。从广义上说，它是一种&数字化图形图像艺术&，即不仅停留于电脑设备中，而是活跃在各个平台，利用于各大媒体和服装设计中。这其中，应用程度最深的就属游戏产业，起初应用较频繁的是宣传策划方面，现在，大量运用到游戏制作中，可以说整个过程都能看到数字绘画的影子，前期的美术制作、封面宣传、概念定义都需要数字绘画的参与。查字典[]
1 数字绘画的特点与优势
上文已经说到数字绘画与传统绘画的基本区别与其特有的优越性有关，也在此基础上有了更多的附加优势，制作成本低、创作简单、易修改、储存时间长、便于保存和复制等。另外，今天，技术的发展如此迅速，传统绘画需要较长时间并需要反复修改来修正错误，甚至重新作画。从一定程度上说，这种创作过程已经不适应现在的时代，而数字绘画确能有效地改善这样的缺陷，可以随时进行修改，操作简单，不必耗费颜料和工具，更不必重新再画。因而从各方面相比都缩短了绘画的创作时间，也提升了绘画的创作质量与效率。
2 数字绘画艺术在游戏制作中的应用
数字绘画在游戏中被广泛应用，本文针对其在游戏美术制作方面的应用给予具体的分析和研究，主要以游戏《奇妙世界》为例进行说明。
2.1 风格与场景设计
游戏场景的设计对玩家的影响非常大，因而对于游戏设计者来说，绘景就是首要任务。画面偏暗，画风要注重写实，而其15个空间场景的交替变幻也最大限度地体现出充分利用了数字绘画。接下来的后续工作，也需要运用数字绘画进行制作，从游戏名就能了解其是魔幻风格，即使游戏中需要大量的写实因素，但因其主题虚幻，所以仍需要数字绘画艺术的大量渲染。例如，从&蛮荒之地&的场景以及人物设定来说，黑暗之城，要阴云遍布，而人物角色则都为骷髅，他们空洞的眼神，时刻流露着闪烁诡异的微光。到了纳尼亚森林，主题围绕着上古之树展开，在数字绘画的艺术创作下，这棵上古之树便有了人的灵性：根系化为双手，树洞成为会发光的眼睛，会讲话的嘴巴。遗失城市中，为了彰显主题内涵，背景以一对互相依靠对背而坐的母女，绝望地凝望着远处被一点点吞没的城市。到了军事基地，自然首先要考虑的就是展现军事化设备，再加入艺术感情，呈现出战斗机归来的场景。魔族据点，主要角色是双头飞龙，其战斗力超强，在天空盘旋的画面更给人以极大的震撼性，为了突出其气势，烘托气氛，对于山脉与雪景的色调处理就更加的细致入微。朱仙镇可以说是类似戏剧中的一个高潮，乌云渐渐逼近，浓郁低沉，气氛紧张不安，好像任何景物都预示着恶战的即将到来。最后的落幕，为突出新的希望与力量，以晚霞中的光明表现战争的胜利，新时代的到来。
2.2 前期线稿以及明暗关系分析
《奇妙世界》的前期线稿主要分为以下几方面：第一，对于游戏的前期场景，需要设计者用铅笔勾勒出初稿，再将其录入到计算机上进行扫描计算，运用绘画软件进行修改。接下来，对于图画的底色、图层以及边缘处理，细致地刻画了明暗色系。第二，游戏的后期场景，则是直接利用电脑PS软件进行勾画。这对于绘画美工软件的要求非常高，需要的分辨率至少是300，然后再勾勒出主体的透视线，在创设一个新图层的前提下，为突出场景的氛围，再画出具体轮廓，从而进行达到明暗对比和烘托的效果。
通过具体分析游戏中的数字绘画，能够了解其广阔的发展空间，更能看到其相对于传统绘画在各个方面及领域所展现出的优越性。我们需要知道的是，在数字绘画发展如此迅速的状况下，传统绘画也有其发展的意义与空间，不能一味地舍弃传统绘画，而且数字绘画在一定情况下还需要借助传统绘画。另外，为了达到更好的艺术效果与创作质量，我们需要不断地研究数字绘画，在不断的学习与实践中找到自己的创作思路，吸取别人的优势，然后总结，以改正自己的不足，从而为提高绘画水平做好铺垫，打好基础。除此之外，应当对数字绘画有一个清醒明确的认识，它只是一种绘画形式，并不能仅凭借其变化的绘画工具就能实现高水平的艺术创作。要想在绘画艺术领域有所造诣，最重要的还是提升自己的创作水平，多实践，多反思，注意总结积累，从而将丰富的经验、巧妙的构思与大胆的创新融入数字绘画中，创作绘画必将事半功倍。
参考文献：
[1] 王增.电脑绘画技巧与表现手法——评《电脑绘画教程》[J].中国教育学刊，2016（04）.
[2] 李玟瑷.论数字绘画在游戏制作中的应用[J].科技展望，2016（08）.
[3] 汤艳飞.新媒体语境下绘画艺术的数字化表达[J].艺术科技，2016（02）.
[4] 王亮. CG绘画特点及提高造型能力的研究[J].艺术科技，2015（11）.
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三维游戏场景模型优化方法研究
2013年3期目录
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘 要：通过对三维游戏场景模型进行分类研究，提出对地形模型采用区域LOD法优化，对景观模型采用改进的平面贴图法优化，在保证游戏视觉效果的同时，有效地降低了模型复杂度。 中国论文网 /1/view-5616846.htm　　关键词：三维游戏；场景；模型优化 　　0 引言 　　游戏产业因其产业链长、高附加产值，并且符合当代消费文化的特性，正在成为文化产业发展的新动力。三维游戏由于其具有真实的空间感、全视角的角色外观等特点，符合玩家对游戏的真实性越来越高的要求，已经成为目前数字游戏的主流。游戏通常是由故事、角色和场景三个部分构成。场景是游戏故事展开的基础，是角色的生存环境。富有强烈视觉冲击力的游戏场景，可以有效地提高玩家的沉浸感，增强玩家的游戏体验。 　　1 游戏场景模型分类 　　三维游戏场景制作主要涉及模型制作与材质设定两方面。由于玩家对游戏画质的要求日益提高，为了增强场景的真实感，在三维游戏中不得不采用大量高精度模型和复杂的材质设定。三维游戏的开发基本都是基于游戏引擎进行的，三维游戏需要对场景进行实时渲染，这对游戏引擎的渲染器和计算机硬件性能都有极高要求。目前虽然GPU（图形处理器）和CPU（中央处理器）的硬件性能不断提高，游戏引擎的渲染器也在不断优化，但是仍旧无法跟上三维游戏发展要求。 　　为了使三维游戏既拥有良好的交互体验与沉浸感，又能够适应主流游戏硬件平台。进行游戏场景模型优化研究是非常有必要的。 　　游戏场景模型通常可分为地形模型和景观模型。地形模型主要是指地表形态模型， 如山丘、峡谷、河流等。景观模型主要是指附于地表之上的景物， 如建筑、树木、装饰物、交通工具等。地形模型与景观模型在模型精度、建模方法、视觉表现方面都有不同要求，需要进行分类优化研究。 　　2 游戏场景模型优化方法 　　三维游戏为了营造游戏环境的真实感，主要使用多边形建模方法。由于模型较为复杂，边面数较多，所以不宜再采用脚本建模方式，通常使用如3DSMAX， Maya等专业三维软件构建模型。从理论上讲，模型的边面数越少，模型的复杂程度也就越低。减少模型边面数是提高渲染响应时间的最简单方法。但是一味降低模型精度，会使场景的表现力降低，无法满足角色视野对场景细节的观察需求。 　　2.1 地形模型的区域LOD优化法 　　地形模型的构建通常是基于M×N个等间距顶点的网格模型。网格间距直接影响地形渲染的实时性和真实感。过小的网格间距会增加渲染器的计算负荷，影响游戏渲染的实时性；反之，过大的间距将降低地形的精度，影响游戏的真实感。 　　LOD（层次细节）技术是模型优化技术中常用的方法之一，主要是通过移除被绘制物体中的不必要细节，即减少模型的三角面数量来精简模型，提高渲染速度。在三维游戏中使用此方法，优化过程与游戏角色视点紧密相关。通常把视点到对象的距离称为该对象的视距，根据对象的视距由远极近的变化，实时地减少该对象模型的三角面片数量， 反之则增加， 实现对象的动态优化。根据LOD技术原理，结合游戏角色在场景中经常大范围实时移动的情况，为减少动态优化时可能出现的由于模型面片数大幅减少而导致的模型异常，改变一个场景地形由一个网格模型构成的构建方法，研究应用区域LOD优化法。 　　根据游戏视觉要求将整个地形均分为若干个正方形区域，每个区域构建精模和简模两套模型。假设正方形的边长为a，若干个正方形的中心点依次为m1、m2、……mn，游戏角色的视点为s（s为角色模型相对于地面的垂直点），当角色进入该场景时（默认首先进入m1所在区域），分别实时计算s与m1相邻三个正方形区域中心点的距离，当s与三者距离都大于a22（正方形对角线长度的二分之一），表示角色未进入三者所在区域，相邻三个正方形区域显示简模；当与一个中心点的距离小于等于a22，表示角色进入该区域，此中心点所在区域显示精模，其他区域显示简模。当游戏角色离开m1区域，进入下一个区域，即深入场景内部后，还需提取所在区域周围正方形区域的中心点进行以上运算，根据以上算法距离的比较值，进行区域模型精度切换。 　　区域LOD优化方法，按照视距的远近进行区域模型优化调用，即保障了玩家对游戏视觉效果的要求，又可以有效地降低地形模型的复杂度，提高实时渲染效率。 　　2.2 景观模型的优化方法 　　景观模型主要以静态装饰物为主，在场景中起美化装饰作用。景观模型通常数量较多，且具有很高的重复性，一般不使用精度较高的模型，以免加载过多模型影响实时渲染效果。对景观模型优化的优化研究，首先按照游戏场景设计需要按模型内容进行分类，然后根据每种模型需要表现的精细程度进行分组。如果同一类模型精细程度要求一致，则进行批量制作，即以一个模型为基础，采用关联复制的方法制作其他多个物体模型，这样制作的模型导入到游戏引擎中，在一个场景中只需调用一次模型，即可完成大量重复模型的设置，可以有效地减少了模型数据的加载量。如果同一类模型精细程度要求不一致，在分别制作不同精度要求的模型之后，再使用关联复制的方法完成其他模型的制作。 　　通过对景观模型进行分类分组，可以在模型制作之前就适当地减少场景的复杂度，以及游戏引擎调入模型数据时间。在模型的具体构建方法上，根据景观模型的装饰性特点，采用平面贴图法可以大幅降低模型复杂度。 　　以精度要求较低的装饰性树木模型构建为例，首先使用图像处理软件制作一张带有Alpha通道的树木贴图，贴图非树结构区域进行透明处理，然后建立一个与树木高度和宽度基本吻合的平面，将贴图赋予平面。用此方法构建的模型可以实现较为逼真的视觉效果。但是由于该方法构建的模型只是一个平面，没有纵深，当视角变化时，需要不断调整平面的角度以保证该平面正对视点。当大量模型需要调整时，会给游戏引擎带来较多负载。 　　通过研究，对平面贴图法进行一定改进，将原来的一个平面模型调整为两个大小一致、中心对齐、交叉垂直的平面，两个平面使用同一张具有 Alpha 通道的贴图。这样构建的模型边面数没有明显增加，但是可以有效解决随着视点位置的变化需要不断调整平面的角度的问题，除俯视以外的其他角度都可以获得良好的视觉效果。 　　3 结束语 　　模型是三维游戏的灵魂，游戏视觉元素中，场景、角色、道具模型占主体地位。模型的精细程度对游戏的真实感体验有着巨大影响。在满足游戏视觉效果的同时，研究模型优化方法，降低模型复杂度，可以较好的降低游戏引擎实时渲染的响应时间，保障游戏流畅运行，为玩家营造更好的游戏沉浸体验。 　　参考文献： 　　[1]付志勇，高鸣.三维游戏设计[M].北京：清华大学出版社，2008：60. 　　[2]王纲，季振洲，张泽旭.大范围动态海浪实时渲染[J].哈尔滨工业大学学报，2012（3）：5963. 　　[3]黄石.数字游戏策划[M].北京：清华大学出版社，. 　　[4]黄锐，谭佳佳.基于X3D的虚拟场景建模方法[J].内蒙古大学学报：自然科学版，2009（6）：738741. 　　作者简介：黄锐（1978—），男，河南开封人，研究生，桂林航天工业学院信息工程系副教授，研究方向：虚拟现实。创意产业
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