深入了解UV在次时代游戏设计中的作用

 

　　我相信市场上，那些让你眼花缭乱的各种三维软件、游戏制作、游戏美工等cg书，看完之后，可能会让你迷茫，因为每本技术书籍基本都研究自己小天地的知识，而软件之间的关系谈得很少。通过这篇的研究， 我想使你尽可能明白他们之间的联系是什么了。市面上还没有一本书来研究这个，不信你就去网上搜、书店去找。反正我是没看到。哈哈，我只是让你重视而已，但你可不能不当真啊! 而这样的问题恰恰困扰自学者，使自学者身在迷雾。以下是我自己的理解，如果有不对地方，请高手指正。

　　也许有的朋友可能还是不明白，uv为什么重要呢?

　　原因：uv是模型建立以后，进行下一步贴图绘制、雕刻等流程中的重要的环节，uv如果不正确，那么贴图和雕刻一定不会准确。

　　听我慢慢道来：过去，显卡硬件性能不高的时候，人们就想在游戏引擎中如何提高角色和道具显示的效果，有两种实现的方法，如下：

 

 

　　高模是由很多面构成的，虽然提供模型很多细节，但是高模会消耗大量显卡的gpu资源，使游戏发卡、交互不流畅。人们发现用第一种方法，用低模加上各种贴图(颜色贴图提供颜色纹理，法线和凹凸贴图，提供起伏细节，ao贴图提供自阴影，高光和反射贴图提高表面细节)非常高效流畅，而且效果也非常好，所以这种提高质量的方法，也被游戏引擎开发者所支持，三维制作软件当然更支持。所以，发展到目前的次时代游戏，也基本上是利用这个思路制作的。

 

 

　　后来随着显卡性能提高，游戏的角色和道具制作越来越逼真，角色和环境、道具直逼影视效果。

　　三维软件的渲染是靠cpu来完成，你可以忍受2个小时以上的时间去渲染一张图片，而在游戏引擎中，渲染每一帧的画面，主要靠显卡的gpu，随着你的控制命令，引擎不断的更新渲染新的画面，而且做到流畅，必须保证每秒渲染在25-30帧以上。所以，流行的“次时代建模”虽然制作流程发生改变，但在游戏引擎中，仍然利用的是第一种模式：低模+高效的贴图方式实现。

 

 

　　这和uv有什么关系呢?

　　低模模型如何与各种贴图准确映射是关键。随着科技发展，硬件的提高，也带来了软件的更新，更带来了制作流程的改变。过去，低模模型容易建立，但高质量的各种贴图非常难制作，需要非常专业和高水平的美工来完成，而且还非常费力，当时流行各种制作纹理贴图的软件，如mari、substance designer，nod2，三维贴图绘制body paint等。后来，随着zbrush、mudbox雕刻软件的出现带来了流程革命，细致的纹理可以由软件生成。从下图可以看出uv编辑在整个流程中的重要性，没有这一步，下一步很难进行。

 

 

　　这个图意思是说：三维软件负责制作低模;然后用三维软件自带的uv编辑或第三方的uv编辑软件，编辑uv;然后把低模导入zb中进行精细雕刻，(比如衣服的皱褶，人物脸上的纹理等)，然后把高模+低模烘培出精细的法线、凹凸贴图(这个地方，正确的uv是关键);然后，“低模+各种贴图”在三维软件中渲染逼真的静态图片或动态视频等产品，也可以生成模型动画文件，导入游戏引擎中实时交互。总之，流程的改变，替代手工绘制，大大提高生产效率。

　　啰嗦了半天，上面实际上说的是：用高质量的贴图贴在低模上，替代高模的细节，节省gpu渲染时间，渲染速度大大加快，但你从屏幕上看不出来，这就是欺骗“眼球”技术。

 

 

　　随着软件的发展，zbrush雕刻软件也不是一枝独秀。c4d中也含有雕刻模块，autodesk的mudbox更是后起之秀。

 

 

　　上面这张图说明：目前最流行的生产流程，涉及到两项技术：雕刻和三维贴图绘制。而autodesk公司的3dmax、maya功能虽然非常强大，但是恰恰缺少这两个最重要的功能。(据说maya2016 也有雕刻了)所以，autodesk公司收购了mudbox，这个软件弥补了3dmax和maya的不足。而c4d三维贴图绘制最初她是老大，body paint，谁人不知，那个不晓啊，bp插件在3dmax和maya上也都有，也有独立版本。现在的c4d，整个模型生产流程所涉及到的模块，基本上她都有，也不必像3dmax,maya导出带uv的模型，到mudbox中雕刻、绘制贴图，再导回来渲染成图片或动画，不断进行软件之间导来导去。而c4d各个模块衔接非常流畅，在点击菜单命令之时，无缝转换完成。

 

　　所以，我为什么抛弃过去的三维软件，投入c4d的怀抱，这是原因之一。当然，现在的mudbox2015版的功能非常强大，研究后，效果非常好，操作简便，界面清晰，逻辑性强。有当初，刚遇见c4d那种小清新的感觉。mudbox2015的显示效果非常好，绘制的凹凸、高光、反射贴图，在场景中立刻就能显示出来，好似在三维游戏引擎一般，让人兴奋。反观c4d有些不足了，最擅长的三维绘制不如现在的mudbox，雕刻功能不如zbrush，希望在“c4dr17”中能追上啊!

 

 

　　上图为mudbox界面，结构清晰，逻辑性强，功能强大。(用人家的图片就必须给人做广告。说实在的，他的mudbox视频教程真是一流，技术水平更是一流)而目前的c4d的雕刻和绘制界面相比就弱了些。

　　以上是自己学习研究的体会，属于个人见解，有不对的地方，请高手指正。

 

　　一个模型uv确定以后，可以制作不同的贴图，通过游戏引擎控制，在不同场合更换不同的贴图，这就像人在不同的环境和时间穿不同的衣服一样。说白了一个uv，对应数套纹理贴图。如下图，只要更换不同的纹理贴图就可以了。有意思吧?