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【開發經驗分享】專題系列-《原神》開發及其渲染技術

2021/11/18 By indie.guider 編輯

《原神》官網 https://genshin.mihoyo.com/zh-tw


#3D、開放式世界 、Unity、PBR、風格化渲染、卡通渲染、實時光影與動態天氣、技術美術

 

中國的遊戲公司「 米哈游 ( miHoYo ) 」繼《崩壞3》後所開發的遊戲《原神》,在全球獲得了驚人的成績。

看到原神,許多人的第一印象是彷彿看到《薩爾達傳說 曠野之息》,曠野之息的畫面表現也是令人讚嘆之外,其遊戲性更是備受玩家以及遊戲開發同業之間的推崇,對曠野之息的技術分享有興趣的,可參考我們另一篇整理:

【開發經驗分享】專題系列-《薩爾達傳說 曠野之息》

米哈游接連兩款遊戲,在畫面表現上都獲得許多讚賞,故我們整理了相關的技術探討文章:

 

《原神》的開發歷程


原神預告影片中的經驗分享

官方在游戲的預告影片中,有簡短的團隊對開發歷程的分享。

Youtube | 9月28日,冒險於PlayStation®4啟程|原神

 

A Short History of Mihoyo!

若對米哈游想多些瞭解,底下兩則影片簡短地介紹了這家公司。

A Short History of Mihoyo!

Liu Wei (刘伟), Co-Founder of miHoYo (米哈游) - The Creator of Genshin Impact

 

《原神》如何打造動人的開放世界?

在 2021 GDC 遊戲開發者大會上,米哈遊CEO蔡浩宇展開了名為《原神:打造一個動畫風格的開放世界》('Genshin Impact': Crafting an Anime Style Open World)的演講,講解了米哈遊打造人氣爆棚的角色與場景的方法:

米哈遊首先從世界觀設定開始,在具體的世界設定落實之後,再根據各地的特點設計在當地活動的角色。

當進入到“角色設計”這一階段之後,全體員工有新角色的想法,都能提給開發團隊,並參加團隊會議。

米哈游CEO蔡浩宇 GDC 2021 演讲翻譯:《原神》如何打造动人的开放世界?

GDC Vault 2021 | 'Genshin Impact': Crafting an Anime Style Open World

 

媒體對開發過程的採訪與報導

媒體對原神開發歷程的採訪報導,可從中一窺開發規模、會需要面臨的問題及狀況:

米哈游從當時公司近1000人的團隊中,組織了一支多達400人的龐大研發團隊,投入到《原神》,而美術就有近150人。

Gamelook | 蘋果谷歌年度遊戲加冕!《原神》不為人知的研發故事

劉偉曾在接受參訪時直言,“我們從2017年開始做這個項目。但後來我們才發現,我們大大低估了開放世界的製作難度

何為《原神》:從採訪與回信中解析遊戲開發歷程、遊戲定位與未來路線

 


遊戲設計


原神企劃在一場線下活動,分享偏於遊戲設計的發展歷程,簡單介紹了原神設計的背景。

[原神·北大]原神技術策劃-遊戲設計理念講座整理

本次演講,為各位介紹一款在廣大地圖展開的開放世界型線上遊戲,是透過什麼樣的 AI 建構而成。

【GDC 21】《原神》AI 設計師線上演講 開放世界的地圖下如何管理 NPC 的 AI 技術

 

渲染技術 - 崩壞3


崩壞3 | 在 Unity 中實現高品質的卡通渲染

2018 年 Unite 開發者大會上,技術總監分享《崩壞3》案例的演講影片,包含 Unity 渲染效果的提升和手機端的實現方式。

Youtube | [Unite 2018] 米哈游:在Unity中实现高品质的卡通渲染

( 影片為英文演講,底下為中譯文字版 )

首先會介紹一些應用在移動端有關《崩壞3》的渲染特性。然後我會談談動畫風格CG渲染中使用的一些技術,例如:插畫風格的角色渲染、特殊材質的渲染、特效的渲染及與卡通渲染適配的後期處理等。最後一部分是關於一些雜項和對今後實現的一些展望。

Unite 2018 | 《崩壞3》:在 Unity 中實現高品質的卡通渲染(上)

Unite 2018 | 《崩壞3》:在 Unity 中實現高品質的卡通渲染(下)

 

崩壞3的卡通渲染實現方式拆解

有開發者嘗試依據上述影片內容去實作出來的技術研究:

本文會分析和實現Jack He先生在Unite2018上關於《崩壞3》:在Unity中實現高品質的卡通渲染的演講內容。在實現過程中,也順便研究了一下其他卡通渲染方式。

[譯] 崩壞3的卡通渲染實現方式拆解

 

渲染技術 - 原神


《原神》主機版渲染技術分享

米哈遊的技術總監弋振中在中國的 Unity 2020 大會上所做的《原神》主機版渲染技術的分享。

主機平台和手機平台採用了不同的渲染管線,但是遊戲的基調是一致的,都是基於 PBR 的風格化渲染。

米哈遊技術總監:從手機走向主機,《原神》主機版渲染技術分享

知乎上的整理 ( 內容一樣,但整理方式可能較便於閱讀重點 )

 

PS4版本穩定以後,一部分同時會繼續跟進現有的版本做迭代、開發、優化,提升穩定性,另外幾個同事跟我一起轉到PS5版本的開發。第一步是把遊戲在PS5上的框架搭建起來,我們完整實現了遊戲對PS5平台的支持,包括重做圖形庫、定製文件加載系統。第二步,更多開發成員會加入進來,針對PS5做大量的工作,包括大家看到的4K畫質、加載時間、細節表現、LOD和貼圖,以及一些特效的實現和針對PSN新功能的適配等等。

我們和米哈遊技術總監弋振中聊了聊《原神》在PS5上的技術追求

 

技術研究解析


( Physically Based Rendering ),PBR 並不是“一項”技術,它是由一系列技術的集合,基於物理的渲染過程。PBR 它也是一種著色和渲染技術,用於更精確的描述光如何與物體表面互動。

 

對相關技術不熟的,未來建築事務所與映CG推出的系列影片,有助於新手初步瞭解。

 

《原神》是基於Unity引擎開發的,Unity有著強大的插件資源。以下是有群開發者總結的,可以實現其遊戲的部分技術特效,所用到Unity的插件

 

看看《原神》中的 LOD 技術,在遊戲中的 LOD 分為三個層次,即遠,中,中。三個層次的模型及其本質具有顯著的區別。

 

静态物件模拟实时投影

因为草是不烘焙lightmap的,但阴影下的草又如何变暗呢?还有角色走到阴影下面,又是如何处理的呢?应该是使用的lightprobe,就是光照探针。

 

海外開發者以自己的方式,透過 Unity 去模擬及開發出原神風格的場景

 

角色、動畫


原神的其中一個特色是大量的可操控3D角色,及精美的動畫演出,這段影片短評了有關動畫的部分。

 

 

這段影片精要地說明設計製作一個角色所要經歷的過程。

 

陰影的外觀由 3D 模型的法向量和光的向量決定。

日本的開發者分享對原神角色臉部陰影處理方式的技術研究

 

海外開發者分享他對原神臉部陰影的處理方式。

 

 

其他學習資料:

How to Make Stylized Grass by using Blender and Unity

Stylized Anime Character Cel-Shading in UE4 [Tutorial]

Shader Basics, Blending & Textures • Shaders for Game Devs [Part 1]

網易的TA大咖雷宇航分享《走近卡通渲染-關於Trick的兩三事》附PPT鏈接

 

雖然個人甚至一般中小型團隊不太可能去開設 3A 規模等級的遊戲專案,但是技術的學習與掌握,才能在機會來臨時抓住!

希望此篇整理能幫助到開發者們在渲染技術的學習上。

 

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