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Unity3D遊戲場景實例製作之“星象台”室內場景
發布時間：2018-11-17 19:57:24
導言：在三維遊戲尤其是網絡遊戲當中，對於一般的場景建築僅僅是需要它的外觀去營造場景氛圍，通常不會製作出建築模型的室內部分，但對於一些場景中的重要建築和特殊建築有時需要為其製作內部結構，這就是我們所說的室內場景。現在很多遊戲中流行的地下城和副本場景更是將室內場景發揮到了一個極致，因為對於地下城和副本來說，它們根本就沒有外觀建築模型，玩家整個體驗過程都是在封閉的室內場景中完成的，這種全室內場景模型的製作方法也與室外建築模型有著很大的不同。
室外建築模型主要是製作整體的建築外觀，它強調建築模型的整體性，在模型結構上也偏向於以“大結構”為主的外觀效果，而室內場景主要是製作和營造建築的室內模型效果，它更加強調模型的結構性和真實性，不僅要求模型結構製作更加精細，同時對於模型的比例也有更高的要求。另外，室外建築模型對於遊戲中的玩家來說都顯得十分高大，在遊戲場景的實際運用中也多用於中景和遠景，即便玩家站在建築下麵也隻能看到建築下層的部分，建築的上層結構部分也成為等同於中景或遠景的存在關係，正是由於這些原因建築模型在製作的時候無論是模型麵數和精細程度上都要求精簡為主，以大效果取勝。而對於室內場景來說，在實際遊戲環境中玩家始終與場景模型保持十分近的距離關係，場景中所有的模型結構都在玩家的視野距離之內，這要求場景中的模型比例必須要與玩家角色相匹配，在貼圖的製作上要求結構繪製更加精細、複雜與真實。
1. 場景模型的製作
本章的實例內容是在Unity中製作一個封閉的室內場景，整體製作分為兩大步，首先在3ds Max中製作場景模型，然後導入Unity引擎中進行整體場景的拚建。在3ds Max中首先要製作出場景的整體結構框架，然後通過場景裝飾模型豐富場景細節，最後再來製作場景中需要用到的各種場景道具模型。下麵我們開始本章場景模型的製作。
首先製作室內場景的基本牆體結構，在3ds Max視圖中創建一個18邊的基礎圓柱體模型，塌陷為可編輯多邊形，刪除頂麵和底麵，然後將剩餘所有圓柱側麵的法線反轉，通過編輯多邊形命令製作成上下兩層的室內結構。
製作牆圍結構
下一步我們製作室內的地麵模型結構，選中剛剛製作的牆體模型，進入多邊形Edge層級，選擇下麵的邊緣，利用Cap命令製作出底麵，然後進入多邊形麵層級，選擇剛剛製作出的底麵，通過Detach命令將其分離，這樣就得到地麵的基礎模型。然後對其進行多邊形編輯，在麵層級下利用Inset命令逐級向內收縮，製作地麵的分段層次結構，將中間的環形麵利用Bevel命令向下擠出，讓地麵結構富有凹凸起伏變化，如下圖所示。另外每一個環形地麵結構要注意包邊的製作，方便後期利用貼圖來豐富結構細節。
接下來製作場景內部的立柱模型，在視圖中創建8麵的基礎圓柱體模型，將其塌陷為可編輯的多邊形，通過Connect連接切線、Extrude擠出以及倒角等命令製作出立柱下方的柱墩以及上方的立柱結構，如下圖。圖中左側的立柱模型作為室內下層的支撐立柱，右側為上層的支撐立柱。場景中的立柱結構一方麵作為支撐結構，讓整體建築具有客觀性和真實性，另一方麵立柱作為裝飾結構，用來增加和豐富場景細節。
製作立柱裝飾結構
將場景的牆體和地麵模型對齊拚接到一起，然後將立柱模型與牆體的一條縱向邊線對齊，進入3ds Max層級麵板，將立柱的Pivot軸線點對齊到地麵中心，通過旋轉複製的方式快速製作出其他的立柱模型。
複製立柱
室內的整體框架模型製作完成後，接下來為模型添加貼圖，牆麵為四方連續的石磚貼圖，立柱和橫梁都為帶有雕刻紋理的貼圖。地麵外圍為木質貼圖，中間為石磚貼圖，內圈為帶有雕刻紋理的石質貼圖，最中心是一張帶有完整圖案的獨立貼圖。下圖為室內場景整體貼圖完成後的效果。
最終的貼圖效果
下麵我們製作室內的屋頂結構，在3ds Max視圖中創建一個半球模型，將半球頂部的多邊形麵刪除，上方再創建一個完整的半球模型，兩個半球之間利用Tube模型結構相銜接。因為要作為室內結構，所以要將模型整體進行法線反轉，這樣室內屋頂的模型結構就製作完成了。
製作屋頂模型結構
然後為屋頂模型添加貼圖，下層半球我們添加一張帶有雕刻紋理的石磚四方連續貼圖，如下圖所示。頂層半球為其添加一張帶有星座圖案的完整獨立貼圖。
穹頂的貼圖效果
除此以外還需要製作一些其他的場景道具模型，如水晶、地球儀、石像雕塑、書櫥等（圖1-8），這些場景道具模型我們會在Unity引擎編輯器中導入調用，在室內場景中進行整合擺放。
水晶、地球儀、石像雕塑、書櫥等場景道具模型
2. 場景資源優化處理
場景模型製作完成後，在正式導出為FBX文件前還需要對模型資源進行優化處理，因為在模型的製作過程中我們是利用完整的幾何體來進行編輯製作的，當這些模型真正拚合到場景中時會由於室內場景的空間和結構發生相互遮擋，例如模型與室內場景地麵相接的底部，或者模型靠近牆麵的多邊形麵，這些多邊形的麵片結構會出現在玩家視角永遠不可能看到的死角區域，我們需要對這些麵片進行刪除，以保證資源導入引擎後的優化顯示。每個模型結構被刪除的麵片可能並不很多，但隨著模型數量的增加，這些優化處理將顯得極為必要。
首先選中室內場景上層立柱和橫梁插入到牆壁內的多邊形麵片結構，可以利用頂視圖來快速選取，如下圖所示，我們發現全部被選擇的多邊形麵有300餘麵，而這僅是對於場景上層結構的優化，所以累計來看刪除廢麵是非常必要的一步。
利用頂視圖快速選取
利用同樣的方法選擇刪除場景下層裝飾立柱與橫梁與牆麵相交的多邊形麵並進行刪除操作，如下圖所示。
刪除下層立柱和橫梁的“廢麵”
模型資源優化處理結束後，下麵就可以將模型進行導出操作了。將模型從3ds Max中導出前需要對係統單位以及比例大小進行設置，打開3ds Max菜單欄Customize（自定義）菜單下的Units Setup選項，點擊System Unit Setup按鈕，將係統單位設置為Centimeters厘米。調整好模型比例後就可以對其進行導出了，將所有模型的Pivot軸心點歸置到模型的中心位置，然後將模型位置調整到坐標係原點（0，0，0），將模型的名稱與模型材質球名稱相統一，然後選擇File文件菜單下的Export選項，逐一選擇需要導出的模型，利用Export Selected命令將模型導出為FBX格式文件。
3. Unity3D模型的導入與設置
場景資源導出完成後，我們啟動Unity3D引擎編輯器，首先點擊File菜單下的New Project創建新的遊戲項目，在彈出的麵板中設置項目文件夾的路徑位置以及導入Unity預置資源。然後打開創建的項目文件夾，在Assets資源文件中創建Object文件夾，用來存放FBX模型以及貼圖資源，如下圖所示，Object文件夾下的Textures文件夾用來存放模型貼圖，Materials文件夾是係統自動生成存放模型材質球的位置。
創建項目文件夾
將各種資源文件拷貝到Assets目錄下後，我們就可以在Unity引擎的Project項目麵板中進行查看和調用。接下來將室內場景模型以及各種場景道具模型用鼠標從項目麵板拖拽到Unity場景視圖中（圖3-2）。由於室內場景都是在封閉的空間中，所以在利用Unity編輯器進行製作的時候無需創建Terrain地形，接下來的所有操作都是在製作好的室內場景模型中進行搭建和拚接。
將模型導入到Unity場景視圖
在默認狀態下場景中沒有任何的光源，這時場景中的模型都顯得比較灰暗，我們需要創建一個基本光源，方便我們在視圖中操作與查看。點擊GameObject遊戲對象菜單，在Create Other選項下創建一盞Point Light點光源，在Inspector麵板中將光源的Range（範圍）設置為80，將Intensity（強度）調大到5（圖3-3）。這個光源並不是最終我們對場景的布光設置，隻是為了簡單的照亮場景。
創建點光源照亮場景
在場景模型整合擺放前需要對所有導入的場景模型進行材質Shader的設置，我們可以在項目麵板中選擇模型，然後在Inspector麵板中對其材質和貼圖參數進行設置，也可以在項目麵板中直接選擇模型對應的材質球進行設置。首先在項目麵板Materials目錄下選擇望遠鏡模型的材質球，然後將Shader設置為Bumped Specular法線高光模式，設置其主色調和高光顏色，同時利用Shininess參數設置高光的反光區域範圍，如下圖所示。
設置望遠鏡材質Shader
利用同樣的方法對其他模型的Shader進行設置，將書櫥和地球儀模型的材質球Shader設置為VertexLit頂點模式，分別設置材質的主色調、高光色、自發光顏色以及高光的反射範圍。接下來將水晶模型的材質Shader設置為Self-Illumin/Bumped Diffuse（自發光法線貼圖模式），如下圖所示。將雕塑模型的材質Shader設置為Bumped Specular模式。由於最終整體場景的主光源為藍綠色，所以這裏在所有的Shader設置中我們盡量將高光反射顏色都設置為綠色。
設置水晶材質的Shader
場景道具模型設置完畢後，接下來我們開始設置主體場景模型的材質Shader。將場景中所有雕刻裝飾結構的貼圖Shader都設置為Bumped Specular模式，例如立柱、橫梁、大門、窗戶模型等，法線高光模式可以強調出雕刻結構的紋理凹凸質感。將地麵和牆體的石磚材質Shader設置為Bumped Diffuse模式。
設置室內模型結構的Shader
將屋頂中央獨立貼圖的材質Shader設置為Self-Illumin/VertexLit模式，如下圖所示，這裏主要是為了配合後麵的粒子特效製作。
設置穹頂材質Shader
所有Shader設置完成後，我們從項目麵板的預置資源中調出第一人稱角色控製器，並將其拖拽導入到室內場景中，方便整個場景的查看與瀏覽。這裏需要注意的是，由於整個場景並沒有製作碰撞盒，在運行遊戲的時候角色控製器並不能與場景發生碰撞反應，所以需要對項目麵板中場景模型進行設置，在Inspector麵板中將Meshes選項下的Generate Colliders勾選，這樣整個室內場景就生成了與自身網格模型一致的碰撞盒，角色控製器也能夠在場景中正常真實的進行活動。
接下來我們正式開始場景模型的擺放和整合，這裏主要是將各種場景道具模型擺放到場景的各個位置，首先將水晶模型移動到室內屋頂的正中央，將其作為整個室內場景的虛擬主光源（主光源的視覺模型），如下圖所示。
將水晶模型放置到屋頂正中
將望遠鏡模型移動放置到地麵平台中央，讓鏡筒延伸出牆麵的窗口，如下圖所示。將雕塑模型和書櫥模型利用複製（Ctrl+D）的方式緊靠牆壁間隔錯落擺放，如圖所示。這樣室內場景的整體拚接和整合就完成了。
放置望遠鏡模型
放置雕塑模型
將雕塑模型和書櫥模型間隔錯落擺放
4. 場景光源、特效及輸出設置
基本場景搭建完成後，我們需要為場景添加光源和特效，來增強室內場景的視覺效果，烘托場景的整體氛圍。室內場景與野外場景不同，在野外場景中無論何時都會有一盞方向光來模擬日光效果，而在室內場景中照亮環境的光源基本來自於室內，另外有少數情況是光線透過窗戶由室外照射進室內。對於本章實例場景來說，整體為全封閉的場景結構，我們需要在場景中設定一盞主體光源用來照亮全局環境，另外需要設定若幹次級光源來輔助照亮場景。
我們將房間屋頂正中央的水晶作為場景的虛擬主光源，在它附近創建一盞Point Light點光源來照亮整個場景，這裏可以直接利用之前為了照亮場景所創建的點光源來進行參數修改，將Range設置為60，光源顏色調為淡綠色，燈光強度設置為6，勾選Draw Halo可以形成光暈效果（圖4-1）。將牆壁雕塑上的水晶作為次級虛擬光源，在其附近創建Point Light點光源來輔助照亮場景，將Range設置為10，強度設置為2.5（圖4-2），利用複製的方式快速完成其他次級光源的製作。
創建並設置場景主光源
創建次級輔助光源
然後我們需要對Unity場景指定一個天空盒子，雖然整個場景為封閉的室內環境，但從望遠鏡伸出的窗口可以看到室外環境。點擊Edit菜單下的Render Settings選項，在Inspector麵板中為Skybox Material添加預置資源中的MoonShine Skybox，如圖所示。
設置場景天空盒子
接下在場景視圖中創建一個Particle System粒子係統，Shape選擇Cone，調整發射器的形狀為圓餅狀，激活Limit Velocity Over Time選項，將Speed參數設置為0。這樣就形成了圓點粒子原地閃爍的效果，然後將粒子發射器移動到屋頂的半球形穹頂內，用來模擬星空效果。
將粒子係統放置到穹頂中央
最後在場景中央水晶下方添加一束體積光特效，這樣這個室內場景就製作完成了（圖4-5）。我們可以將製作完成的遊戲場景利用File菜單下的Building Settings命令進行導出，將其輸出為各個平台下可獨立運行的遊戲程序。
最終的場景效果
作者簡介：
李瑞森，WB：混沌之思維 Autodesk AAI認證講師、3ds Max產品專家、ADOBE ACCD認證設計師。曾任台灣大宇軟星科技（北京）有限公司高級遊戲美術設計師，參與《仙劍奇俠傳五》的場景設計製作。參與《三國戰魂Online》、《風火之旅Online》以及《QQ西遊》等多部大型MMO網遊的研發。現任山東宇揚動漫文化有限公司產品總監，執導的多部動漫作品在省級和國家多個獎項評選中獲獎。個人編著《遊戲場景設計實例教程》、《遊戲場景設計實例教程•高級篇》、《Unity 3D遊戲場景設計實例教程》、《遊戲概論》等多部遊戲專業高校規劃教材。其中，《遊戲場景設計實例教程》在2013年被中國教育部評為“國家十二五高等教育規劃教材”，成為高校遊戲專業優先推薦教材。
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