《Chasing the Unseen》用分形數(shù)學(xué)生成環(huán)境
Strange Shift Studio是一家個(gè)人獨(dú)立游戲工作室,，由Matthieu Fiorilli于2022年在蒙特利爾成立。
《Chasing the Unseen》是一款關(guān)于攀爬巨型生物并探索異世界環(huán)境的游戲,。游戲中的環(huán)境都是用分形數(shù)學(xué)生成的,。作為一名個(gè)體游戲開(kāi)發(fā)者，我知道開(kāi)發(fā)這樣一個(gè)野心勃勃的項(xiàng)目需要合適的工具,。在這篇技術(shù)博文中,，我將概述自己是如何應(yīng)對(duì)《Chasing the Unseen》中的這些挑戰(zhàn)的。
過(guò)去幾年,，那些賦予獨(dú)立開(kāi)發(fā)者強(qiáng)大能力的工具取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，最近,，實(shí)現(xiàn)這類(lèi)項(xiàng)目終于成為了可能,。感謝Epic和SideFX等公司的不懈努力，讓任何人都能取得這些強(qiáng)大的工具,，這個(gè)項(xiàng)目也因此得以實(shí)現(xiàn),。
為了完成這個(gè)雄心勃勃的項(xiàng)目，我知道合適的工具是必不可少的,，而我正是在虛幻引擎和Houdini相輔相成的關(guān)系中找到了我所需要的東西,。
生物
首先，我們來(lái)看看生物和攀爬系統(tǒng),。
我的生物是在Houdini中使用各種工具制作而成的,。以章魚(yú)為例，我使用了Houdini的傳統(tǒng)工具,，以程序化方式為它建模,，然后使用Houdini最近推出的多解算器Vellum進(jìn)行模擬,。模擬為我?guī)?lái)了非常自然和流暢的變形。接下來(lái)的挑戰(zhàn)就是將它導(dǎo)入虛幻引擎,，并添加可攀爬功能,。為了完成這項(xiàng)任務(wù)，我使用了Dem Bones這款強(qiáng)大的工具,。我在Houdini中的章魚(yú)模擬太過(guò)復(fù)雜,，幾何體的每個(gè)點(diǎn)都有自己的動(dòng)畫(huà)，所以此時(shí),，我不能簡(jiǎn)單地將它放到游戲引擎中,。Dem Bones的作用是以程序化方式生成一組骨骼和皮膚，以便使用對(duì)游戲引擎友好的數(shù)據(jù)重建模擬,。這樣一來(lái),，章魚(yú)的128000個(gè)頂點(diǎn)/點(diǎn)就不需要都具備動(dòng)畫(huà)了，我只需確保大約600根骨骼擁有動(dòng)畫(huà)即可,。
使用Dem Bones烘焙的Vellum模擬
然后,，我可以將這只生物導(dǎo)入虛幻引擎，并實(shí)時(shí)回放,。我在這里使用狀態(tài)機(jī)混合了不同的動(dòng)畫(huà),。基于通過(guò)Dem Bones生成的皮膚信息,，我能夠以程序化方式生成用于碰撞的凸包,，然后通過(guò)自定義工具將其導(dǎo)入虛幻引擎。
虛幻引擎中的碰撞網(wǎng)格體
我生成了較低分辨率的網(wǎng)格體,，將它導(dǎo)入虛幻引擎,，實(shí)現(xiàn)攀爬功能。為了將角色連接到生物身上,，我結(jié)合使用藍(lán)圖和C++,，讓攀爬系統(tǒng)能夠使用較低分辨率的網(wǎng)格體。
使用藍(lán)圖和C++的攀爬系統(tǒng)
環(huán)境
在環(huán)境方面,，我使用了分形數(shù)學(xué)和其他程序化技術(shù),。分形是一些簡(jiǎn)短的數(shù)學(xué)公式，能夠生成無(wú)限自我重復(fù)的形狀,。其中最著名的是曼德博集合,。
曼德博集合是以本華·曼德博的姓氏命名的2D分形。在它被發(fā)現(xiàn)的數(shù)年后,，人們又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)類(lèi)似的3D版本：曼德?tīng)柷颉?/p>
這就引出了一個(gè)問(wèn)題,，如何將分形添加到游戲中？通過(guò)將Houdini和虛幻引擎結(jié)合起來(lái)，我成功地解決了這個(gè)問(wèn)題,。在Houdini中,，我使用Juraj Tomori的畢業(yè)項(xiàng)目“視效分形工具包”生成分形，然后圍繞它開(kāi)發(fā)了一套幾何體制備管線,，為在虛幻引擎中添加分形做好準(zhǔn)備,。這套管線可用在分形和其他程序化網(wǎng)格體的生成方法中（取決于關(guān)卡）。
為游戲關(guān)卡生成的分形網(wǎng)格體
為了做好準(zhǔn)備,，將分形添加到虛幻引擎中,，我必須完成許多不同的任務(wù)：去掉非常小的細(xì)節(jié)；創(chuàng)建平坦的可行走斜面,；將網(wǎng)格體分割成塊,，以便在UE中實(shí)現(xiàn)正確的遮蔽；簡(jiǎn)化網(wǎng)格體,；生成LOD,、UV和光照貼圖；等等,。這個(gè)過(guò)程是完全自動(dòng)化的,，并且經(jīng)過(guò)定制，符合虛幻引擎的要求,。
最后,，在完成所有這些過(guò)程之后，我會(huì)在虛幻引擎中構(gòu)建關(guān)卡,，并使用光照系統(tǒng)烘焙光照貼圖,。由于關(guān)卡被分成了多個(gè)部分，虛幻引擎的遮蔽系統(tǒng)只會(huì)繪制我們?cè)跀z像機(jī)中看到的網(wǎng)格體,，這樣很好,。而虛幻引擎的LOD系統(tǒng)會(huì)根據(jù)與攝像機(jī)的距離，以我所需的密度繪制網(wǎng)格體,。對(duì)于碰撞,，我生成了單獨(dú)的低分辨率網(wǎng)格體。
結(jié)束語(yǔ)
我在這里概述了我如何處理游戲中的生物,、攀爬和關(guān)卡。以上就是我在整個(gè)游戲開(kāi)發(fā)中所使用的核心工作流程,，在需要時(shí),，我也可以為每個(gè)生物或關(guān)卡引入不同的變體。
為這些項(xiàng)目挑戰(zhàn)想出解決方案非常不容易,，但是作為一名獨(dú)立開(kāi)發(fā)者,，我可以自由、靈活地使用最新工具實(shí)現(xiàn)我的目標(biāo),。我希望這篇文章至少能夠在總體上幫助大家了解這個(gè)項(xiàng)目的技術(shù)流程,，并對(duì)大家有所啟發(fā),，讓大家認(rèn)識(shí)到現(xiàn)有工具的能力范圍。
本文轉(zhuǎn)自虛幻引擎官網(wǎng)~
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