[原创翻译]MGS4制作内幕（中）

metalgearray

作者：渡辺義行

翻译：Metalgearray, Mwolf

原文地址http://www.softimage.com/products/xsi/customer_stories/metal_gear_4/default.aspx


激动人心的表情动画


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世界级的表情动画是MGS4的一个主要特点。但是制作组究竟是如何创造出如此真实的角色表情的呢？


因为在部分场景下角色需要对嘴形，为了减少工作量，MGS系列采用了音频分析动画。MGS4里，英文版和日文版使用了不同类型的音频分析软件。和对嘴形的动画不同的是，感情和面部表情是人为添加的。在大多数情况下，表情动画和音素组成是不会相互影响的，所以他们可以很好的协同工作。

这也是名符其实的全球同时发售的原因。当在进行音频分析的时候，面部表情元素（如生气或者大笑）和语言中的声音元素必须分为不同的参数，然后这些参数需要重组。虽然为骨骼的旋转和移动设置参数是可行的，但是制作组说这样做会使得骨骼模型过于复杂而使蒙皮封装无法计算骨骼的变化。换句话说，如果使用骨骼来实现表情动画会带来两大问题：1、会使设计师难以直观的操作；2、会难以制作表情和音素分析的骨骼动画。

从另一方面来说，虽然形变动画时有着只能对动画进行线性插值的缺憾，而对音素和表情动画设置参数是十分容易的。但是恐怕最重要的好处是，设计师能够很直观的得到自己想要的结果。

基于这种理由，制作组使用的是基于形变动画产生的参数生成骨骼控制参数，并最终将其作为骨骼动画导出。



这些设置使得采用了音频分析的动画（自动动画不止表现在嘴部，同时也会表现在舌头和喉咙）可以和丰富的人为设置的角色表情共存。在下面的Flash视频里，你可以看到通过最高质量的骨骼控制设置再现的非常自然的肌肉动作。

>>观看视频
面部骨骼控制创建流程


1、使用形变动画绑定低模

2、从顶端设定骨骼

3、对骨骼进行多边形网格蒙皮

4、设置切线颜色

5、演示（褶皱效果也应用了法线）

制作组使用了大量的不同的参数组合来创造出丰富多彩的面部表情动画


在面板里可以选择表情，音素，眼睛（包括眉毛）和Shader皱纹动画
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[LEFT]令人惊讶的是，制作组甚至还开发了一套适用于这种先进的控制的自动化的工具，能通过的简单设置来实现表情动画。在这套系统里准备了面部模型数据并且能够自动识别出最佳的骨骼位置。这套工具同时也准备了预先设定的如大小或者生气的表情的参数。为了实现自动的面部控制，首先需要确定面部数据的拓扑信息是一致的，只要能保证一致，设置便能完全自动的执行。之后，完成表情动画就只需要设计师的微调就可以了


制作组还使用了一个能够自动计算眼球及其周围肌肉运动的控制的工具

因为眼睛周围的区域也是同时被骨骼动画和形变动画控制的，所以当眼球运动的时候，周围的肌肉也必须像嘴部一样自然。而且，哪怕编辑了眼眶的形状也完全不会破坏眨眼或者额纹的动画。


使用这些高超的技术和快速的提升品质的方法就是为了创造出值得铭记的游戏角色让玩家感动。

面部模型使用的纹理包括漫反射贴图，法线贴图和入射光体贴图。通过入射光贴图，着色不再是由光线和法线决定的，而是通过相机和法线决定。通过使得轮廓部分微亮，制作组可以描绘出更柔和的材质。

令人吃惊的是，角色的全部材质都在512×512的范围之内来限定在显存中占用的空间。对于次世代主机来说，这已经是一个相对较小的数字了。在早期，从他们刚开始为PS3设计的时候，他们用的大小更大些。

但不久后他们再次评定自己是否真的需要使用如此大小的材质时，他们最终决定发挥他们自身的多领域的专业知识和技术来实现高品质而较低精度的纹理。其中一个例子是，对于身体和四肢，他们使用了翻转U坐标来使用镜像的左右材质。尽管翻转材质会造成很小程度的失真，但最大的好处是能够释放更多的内存




512的大小限制对法线贴图来说也是一样的。制作组导入XSI的面部模型拥有在ZBrush里添加的50万个多边形。从这个多边形可以通过超贴图计算出法线贴图。佐々木秀樹说为了实现在低精度下的最佳效果，制作更高品质的高模的是必要的。他还表示到，如果在XSI下的建模和分面足够仔细，实现品质足够的低模也是可能的。


为了保证法线贴图数据能通过超贴图无损的压缩生成成游戏数据，他们会在自己的法线编辑软件内十分小心导出数据。

那他们怎么表现Snake脸上的皱纹呢？他们使用了一个种能够融合两个法线贴图的技术，其中一张有皱纹，而另一张没有。制作组还是用控制融合的方法制作了表情动画，这在前面的文章中有所提及。

不知道制作组用了多少的技术来删除数据由此保证进程读取不会破坏游戏的平衡。Snake在本作中相对前几作明显的老了，上面说的工作展示了制作组花费了多少的精力来实现这一效果。

XSI的集群约束功能（Cluster Constraint Function）将想法变为现实

当我们问道哪项功能对于项目的帮助最大时，佐々木先生给出了这样一个令人意外的答案：“有很多帮助，但是其中最有效的帮助实现动画的功能是集群约束。”甚至在面部设置中，他也使用了集群约束来绑定每一个骨骼的形状目标上点集群。同时，他还说他们在随后的工作中也使用了该功能。

为了最小化MGS4的开发工作，他们使用了特定的规格来使得主机上切线颜色只在骨骼旋转的时候改变。假设他们只是统一的固定坐标，那么动画时，切线颜色并不会改变。换句话说，着色并不会随着默认的环境变化。针对这种情况，制作组用集群约束来修正法线贴图和切线，通过这种方法，他们可以输入准确的骨骼的旋转值并再生准确的着色

另外，在角色的衣服上的飘动会在游戏和过场中由主机真实的模拟出来，但是，部分过场对动作的要求非常的高，这使得模拟控制非常困难。在这种情况下，他们会使用XSI的Syflex来进行。操作的主要流程如下

1. 用Syflex来模拟布料的摆动。

2. 将得到的模拟数据转变成目标形状

3.使用集群控制来调整骨骼到被形状控制的位置上去。

4. 使用对主机上使用的切实模型的骨骼蒙皮控制来实现效果。（与表情控制的概念类似。）

这样控制的好处是如果模拟的结果出现了细小的变形或者缺陷，制作组仍可以使用“二次形状模式”来弥补。他们可以移动顶点来编辑形状或者通过平滑等操作设法将图像变得更自然。当然，这些修改能直接的反应到主机数据上。

佐々木先生解释道，“集群约束可以用在各种各样的地方，比如顶点、多边形和边线。而在XSI内，连法线贴图和切线控制都可以应用标准的修正功能。如果不是集群约束的强大功能，我们甚至可能都无法实现我们表情控制设置的想法或者转换交叉模拟的骨骼。”


XSI动画

MGS4中共有长达九个小时的过场动画，这是游戏史上最长的实时演算的过场时间，比好莱坞的长篇电影还多出三倍不止。而且游戏已经剪去不少的镜头来保持节奏，换句话说，这已经是十分紧凑游戏过场了。

对于游戏过场中的角色动作，小岛组启用了动态捕捉设备，而其他游戏中的动作是由动作师手动完成的。他们一直在考虑如何给一个像Snake这样年纪的角色设计动作。光是Snake的动作便有1700种，敌兵更是高达4800种（包括普通PMC和民兵等）。如果再算上Boss角色和表情动画，MGS4动作的总数大约是10800种


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动作组组长吉永雅弘（Masahiro Yoshinaga）对于更高品质的XSI动画环境表示到：“我是从传统动画开始制作动画的，所以我在制作动画的时候习惯逐帧的设计。XSI的动画的功能曲线（FCurve）很容易操作，你可以很好的控制局部动作精确的按着你的设想行动而不损坏原来的整体动作。同时，快速的动画回放环境使得我们可以很方便的调试动作效果而不用一直等到将动作输出到主机上




在设计身体动作和表情动画的时候，团队需要基于参考动作设计出大量不同的动作。当参考静止动作或者表情动画的时候，他们会使用动作混编剪辑将动作表现存在一个库内方便以后使用。然后他们可以导入这些动作，在基础面部表情中应用，并且增加更多的细节。永吉组长还提到像这样的使用动画混编使得团队能够更有效的准备工作。


游戏中，Snake使用了诸如起身、弯腰、举枪等许多不同的动作，同时Snake还需要使用举着枪的同时执行这些不同的动作

但是，针对每一个不同的动作再次制作一遍Snake举着不同形状大小的枪械是不现实的。取而代之的，团队将形状和大小相近的武器分为一类，然后设置了一种叫做“连接点（connect points）”的东西标识出Snake的手应该从什么位置握住武器。然后程序员会通过一系列的操作将手连接到这些位置上，自动的将武器和人物动作融为一体，使得动作能适宜各种不同的武器



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蝙蝠侠

收藏好帖，感谢院长和毛狼。