技术详谈:《生化危机7》是如何打造极度真实的画面质感的?

半球 文化 2017-02-15
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前不久,《生化危机7》正式发售。这一代得到了非常多的好评,不过也有不少人表示不太习惯新的视角和关卡。但无论玩家多么各执一词,起码在其中一点上,大家基本达成了共识,就是《生化危机7》比前几代要恐怖多了。这个事实也可以从游戏的开发总监中西晃史的表态里得到证明:

“这是一款能让你想起玩初代《生化危机》时那种感觉的,完全致力于描绘恐怖的游戏”。

《生化危机7》发售后,日本游戏媒体Inside Games刊登了一篇相关的技术文章,其中介绍了一种名叫Photogrammetry的技术。

这是一种通过使用大量相机拍摄事物并自动扫描和创建模型的技术。在《生化危机7》里,几乎所有登场的角色背后都有一个真人模特,借助这种几乎无死角的360°成像技术,无论服装上的褶皱还是手背上的青筋都得到了完美的再现,游戏中出现的物体和场景也直接取材自现实世界。


对于已经拿到游戏的玩家来说,相信有不少人会对画面的真实还原度感到非常惊讶。

左:津田、右:神田

为了详细了解Photogrammetry技术的全貌,Inside Games拜访了Capcom位于日本大阪的研究开发部,并采访了《生化危机7》海外市场负责人神田刚、艺术总监津田寿彦,以及角色艺术设计部和3D扫描工作室的负责人。这个采访有不少料,我们对其做了编译。此外,本文包含部分剧透,请各位看官注意。

——各位是如何接触到Photogrammetry与3D扫描技术的呢?

3D扫描负责人(以下简称扫描官):扫描在2012年推出的《重铁骑》的时候就开始使用了,那时这项技术也逐渐变得流行起来。在得知有这样一种技术的时候,我就觉得这个东西(对于开发来说)肯定是很必要的,并同步进行了各种调研工作。当时大多数厂商都在用“激光测量”,在调研的途中我首次了解到还有一种叫“Photogrammetry”的技术。

用比较专业的语言解释的话,就是在生成点云(point cloud)之后创建多边形网格(polygon mesh)、然后还能自动进行材质贴图的技术,对于游戏制作来说,这是一种非常理想的工具。

所以,最开始的时候我们并不是简单的在某款游戏的开发中使用这种技术,而是先对这项技术本身进行了彻底的研究,《生化危机7》的开发中采用则是在那之后的事情了。

用于3D扫描的房间

——那为什么会在《生化危机7》里采用这种技术呢?

津田:作为《生化危机》系列正统续作,公司对这代的质量和开发时间都提出了很高的要求,另一方面,在《生化危机6》开发结束的时候,我们就隐约感觉到当前的开发方式已经达到了极限。

为了解决这个问题,在《生化危机7》规划开发时间表的时候,一开始我们就设置了一个名为“新技术研究期”的时间段,并在这部分时间里使用Photogrammetry技术进行了各种各样的测试。我们发现这个技术非常适合用来进行游戏开发工作,并在之后设立了一个相当正式的3D扫描工作室。总的来说,这应该是基础研究和《生化危机7》开发需求一致所造成的必然结果吧。

——从上面来看,《生化危机7》使用了一种之前从未用过的方法来开发,那么技术的导入过程是否很平稳顺利呢?

津田:在立项之初,开发团队就把“创新”这个课题摆在了自己面前,对于开发中的各种尝试来说,完全不存在“做这个是否有意义”这类问题,相反地,对于这种从零开始的全新挑战,所有人都非常有干劲。

扫描官:与其说是一个全新的领域,不如说是又多了一种新的工具,我是这样认为的。

——这个技术的首次采用听说是在《生化危机Umbrella Core》,那时具体是如何应用的呢?

扫描官:当时是用在了玩家角色装备的制作上,游戏的装备细节相当丰富。

——从时间上来看,《生化危机7》的发售在《生化危机Umbrella Core》之后,比起后者,《生化危机7》在技术应用上有哪些进化的部分呢?

扫描官:实际上,《生化危机7》开发的启动时间要更早一些,Photogrammetry也是在同一时期开始正式应用的。我们实时共享了两款游戏开发过程中积累的经验,因为其中遇到的问题都差不多,甚至几乎都是在同一时间段出现的。

角色艺术设计负责人(以下简称角色):所以,基本上我们是处在一个不断进行试验的状态。比方说:既然用扫描来制作活人角色,那尸体是不是也用扫描会比较好呢?或者是:外伤先用化妆技术制作出来之后再扫描的话会如何呢?大多都是这样的讨论。

在这样不断地进行尝试之后,我们逐渐了解了什么样的东西适合用扫描来制作,什么样的东西不适合,并且能及时做出“这个东西用电脑做会比较快”的判断。

3D扫描工作室的入口

神秘的人体模型,为了测试相机的成像精度,开发组员故意在外层包了大量报纸

相机的摆放位置非常重要,像图中这种“危险”警告提示随处可见。但因为隔壁就是动作捕捉采集现场,所以经常会因为隔壁的震动导致相机移位

——在制作过程中遇到了什么特别费力的事情吗?

津田:应该是“真实还原”这一点吧,无论是从好的方面还是从坏的方面来说。最终肯定无法做到100%的“真实还原”,比如说衣服之类的有品牌露出的问题,商标上肯定进行处理。但如果加工过头了的话,扫描还原就失去其本来的意义了,这方面的火候把控非常困难。扫描后的数据并不能进行很大的改动,在筹备的时候,最终成品的质量就已基本确定了,所以在筹备的时间和其后的制作时间分配上产生了比较大的变化。

虽然这么说起来好像是自己做的一样,但实际上我在边上看着就能感觉到很费力气。由于公司里没有专门负责服装的部门,所以全部道具都是我们自己收集的。

扫描后的服装

扫描官:现实中这种质感的布料是非常不错的,但是如果(这种布的还原)不适合用3D扫描来制作的话,就只能重新再找了。

角色:如果用之前的制作方法,即便有某个地方不太满意,也可以事后在电脑上修图解决。还有,服装上的污渍也是必须要注意的,开始的时候需要把衣服真的弄脏或者弄破,如果在制作完成之后发现成品的质量和原本的需求方向并不一致的话,就必须要把破损的衣服修补后再重新制作,所以这部分内容采用“扫描后用电脑进行加工”就很合情合理了。

津田:像这种“在什么时间如何做什么事情”是非常重要的一点。

扫描官:此外,这些问题在某种意义上比较像格斗游戏制作中遇到的情况,比如说在进行动作捕捉的时候发现“动作很真实,但是没有作为格斗游戏应有的魄力”,在建模的时候也会发生同样的问题。

——但不管怎说,Photogrammetry还是一种非常有魅力的技术。

扫描官:游戏整体的质量提升很大。用很现实的方式来说,一个非常优秀的艺术家从头到尾制作1个扫描模型的话,虽然最终的成品质量会很高,但这不仅要依赖个人技术,而且很费时间,这种高品质的代价太大了。

如果采用Photogrammetry技术的话,只要每个人都能熟练掌握整个制作流程,那任何人都可以制作出一定水准的东西来,这不仅能大大提升整体制作质量,还能让制作人更加高效地分配时间。

比方说衣服上的褶皱,如果要从零制作的话,需要非常强大的开发技术,而用这个来做就可以很简单地做到所见即所得。

游戏内的人物角色模型

――说起来米亚穿的裤子上的褶皱看起来就很逼真呢

津田:左右腿不对称的感觉很不错啊。

角色:那个是先让扮演者摆好姿势,然后用手在裤子上捏出来的。最后搞到演员说“我腿开始发麻了”,我们也只能和她说“麻烦您再坚持5分钟……”(笑)。袖子上的褶皱一个一个捏出来的,并且还制作了好几个版本。

津田:果然还是很担心啊,因为后面就没办法再更改了。

杰克·贝克的原型演员

——前面稍微涉及了一些,制作效率和速度上的情况是怎样的呢?

角色:玩家角色(所要求的品质是最高的)的话,最终所花费时间是差不多一样的(相比传统制作方法)。但相对的,最终完成品的质量会提升很多。另外,除了上述之外的角色,都是以极快的速度制作完成的。

津田:严格来说,如果不使用Photogrammetry技术的话,我们无法实现《生化危机7》最终所呈现的画面质量。回想一下的话,这个技术是我们实现既定目标中不可或缺的一环。

——另外,人类角色基本上没有太多的后期加工吧?

角色:基本上都是忠实还原了参考模特的脸部特征。但也有例外,比如马拉雷特的原型模特年龄比设定要小很多,所以在扫描前我们制作了一张特殊的表皮面具。

工作室内的化妆间一景

当然更衣室也是必不可少的

——那么,扫描的时候使用的衡量标准是什么样的呢?

津田:我们比较在意的是脸部还原和整体气氛的营造。为了照顾整体氛围,我们也让一些模特戴上特殊化妆的面具来配合扫描。

角色:要扫描人体的话,模特的整体印象会被精准地还原,为此我们在选角的时候非常慎重。

扫描官:后来出现了像“就脸来说这个人比较适合,整体氛围的话却是另一个人比较合适”的情形,这种场合最终都按照“脸用这个人的,身体用那个人的,之后把两者合成”这种方式来处理。

游戏中的角色形象建模

——那么那些现实中不存在的生物是如何制作的呢?

角色:因为无法扫描,所以都是参照原始设定从零做起。毕竟这些角色和人形角色传达信息不太一样。

但是,这些生物和人一同出现的时候不能有违和感,所以花在调整上的时间比原本预定的要多。这部分内容大多是边做边调整的,以至于在看到被扫描的人出现在这些生物中间的时候,我们会觉得“这人也太倒霉了吧”(笑)。

神田:虽然开发过程中我们收到了大量制作动态捕捉追加素材的需求,但这些生物的最终质量还是非常令人震惊的。细节的表现非常完美,看起来跟扫描出来的毫无区别。

津田:恐怕正是因为有这样的环境,才能让我们的开发技术快速提升吧(笑)。

角色:制作过程一直在冒冷汗呢。虽说和以前用的是同一种制作方法,但也并不是完全照搬的。比如之前制作血管时,都是手工去刻画细节,这次由于使用了Photogrammetry,我们在选择贴图的时候尽可能找了一些气氛上比较近似的素材。说是这样说,如果全部手绘的话会产生一种不真实感。但反过来,如果血管过于自然的话,角色的整体存在感就会相对变弱,通过这项技术的使用后,我们对这上面的平衡把握有了新的体会。

——那么手持巨大剪刀攻击玩家状态的杰克是用哪种方法制作的呢?

角色:开发组内把他称为“剪刀杰克”,那个形态是用扫描制作的。脸部是模特的,身体则是公司内某个员工的。很偶然的机会,我看见那个人在办公室内走过,我就直接走过去对他说:“你的身体很壮实啊,能让我拍一下吗?”,然后对方欣然同意(笑)。当然,只是这样在冲击力上是肯定不够的,在之后还是进行了很多微调。

不能移动的道具则直接在现场拍摄

——道具和背景画面的制作也用了Photogrammetry技术吧?

津田:是的。从整体比例来看虽然比较少。首先是要找合适的物品和地点,然后,如果是游戏内重要的道具或物品,或者是比较复杂的东西,就会用扫描。如果是现实世界上不存在的东西的,或者是用电脑制作比较快的东西,以及因为游戏的设计会比较容易发生变形的东西的话,基本上都没采用扫描。

胡子难以通过扫描来完美还原,这部分都是事后加工过的

角色:智能手机等工业产品和头发这类东西都不太适合扫描,所以我们通过类似的素材种类和外形进行了大量的分类辨别工作。

扫描官:特别是头发,两簇相邻的发丝融合在一起形成一体。这部分都是单独用CG制作之后再整合完成的。

津田:但说到底还是扫描了各种各样的东西……比如说游戏中出现的动物的标本,那些都是在美国路易斯安那现场扫描的。还有就是塑料人形模特,我们扫描了一些感觉比较符合路易斯安那整体氛围的,估计以后没准能在什么地方用到吧(笑)。

工作室内用来专门拍摄静物道具的房间

――到路易斯安那现场取材的时候都干了些什么呢?

津田:因为这里是游戏的主舞台所在地,所以我们基本上转了一遍,找找能扫描的东西,或者确认下建筑物的面积之类的。体验版中出场的皮特的模特也是公司的职员,我们让他到美国现场的房间里实际走了好几圈(笑)。

地形扫描

――有没有在日本就地取材扫描的场景呢?

津田:有部分是。比如说食物里有从鹤桥(大阪市内以烤肉而著名的地段)买来的内脏,最开始的时候看起来很好吃,然后我们把它加工成看起来难吃得要死……还有就是到奈良去拍摄了部分场景。这部分寻找合适素材的准备工作上所花费的时间和角色部分差不多。

庭院里放置的用来扫描的木板、树枝和砖瓦

从大阪的森林里找来的树枝和落叶

从各处收集而来的各种小物品

工作人员亲手加工过的人形娃娃

——Photogrammetry技术在各种场合都发挥了非常大的作用,你觉得它在今后的发展前景如何呢?

扫描官:现在的形态是把扫描出来的东西直接拿来用,随着研究的深入,以后也许会出现“把扫描的东西当成素材来使用”这种使用方式。比如说“这部分用扫描,这部分用手工制作”之类的。

角色:现在我们还处在惊叹其还原质量的阶段,接下来应该就是真正深入应用的阶段了吧。

津田:未来所有的背景也许都会用扫描来制作,就像设计一个主题公园那样吧。现在已经有人在很认真地考虑这个问题了。

扫描官:如果使用扫描的话,即使不懂CG制作的人也能参加美术素材部分的制作工作,能和那些之前在游戏制作中并不太显眼的特殊化妆师共事的话,也应该是一件很有意思的事情呢。

角色:之前我们面试人才时,都会看绘画技能和CG制作的能力,有了这样的技术之后,我们也能招聘那些做造型和特殊化妆的人才了。实际上从去年开始就不断有这类人才加入我们的团队了。

通过化妆重现了尸体血管的模特腿部特写

——在本文的最后,请介绍下《生化危机7》值得关注的内容吧

神田:在《生化危机7》里,玩家可以把物品翻来覆去地看,如果是VR模式,还能观察得更深入一些,玩家可以从中感受到远超以往的真实艺术感。作为恐怖生存游戏来说,其既有的魅力当然不用说,如果玩家有多余精力的话,完全可以细细地把玩每一个游戏中出现的东西。

津田:第一人称视点可以让玩家从各个角度仔细观察游戏中的物品,在开发的时候我们也很注重游戏投入感和真实还原这方面的气氛营造,如果玩家能够感受到这种氛围的话,作为开发人员一定会很欣慰的。

角色:一定要多观察一下游戏中的“手”哦。我觉得之前没有一款游戏能像《生化危机7》这样执着于对手部的描绘,包括从各种造型中出现的手筋的形态、皮肤的褶皱和肌肉的膨胀等等,我们在制作的时候都进行了完整的记录还原,并在此之上耗费了大量的时间细细雕琢。

津田:对于手部的制作在一开始的时候我就说过了:游戏中看不到主人公的脸,但手就是“脸”。

橘色:这次手的完成度是相当高的。在转动暖炉扳手时的手更是非常写实。这个手的造型凝聚了模型组和动画组的努力、热情、技术和执着(笑),请大家一定多多留意!

――作为第一开发部的制作人,请神田先生介绍下今后的工作计划吧

神田:今后我们也将会以“Re Engine”为基础,向全球持续推出高水平的游戏产品。除了这次介绍的Photogrammetry和扫描技术之外,为了能开发出更有趣的游戏,我们也会继续努力研究新的技术,请大家多多期待!


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