Not just a pretty game— 遊戲中，最美的風景是人?
3D 遊戲角色的生成與他們畫龍點睛的小細節
在寫這系列文章的時候，我稍微對身邊朋友做了一些田野調查，發現遊戲角色這個主題呼聲意外地高。雖然我本身對於這一環相對薄弱，但畢竟我給這系列文章的定位是偏向科普及引導興趣路線，所以應該還招架得住。
今天就來談談要創造出一個精緻的 3D 角色，開發者要下多少功夫吧！
這次說明要用的例子，就是巫師三 The Witcher 3 這個遊戲裡的葉妮芙 Yennefer 。我在 youtube 搜尋 “ best looking game character ” 時，出來的第一個影片的第一名就是她！不認識也沒有關係，你只要知道她是擄獲許多肥宅的心的虛擬人物就可以 ( 我也是覺得美，肥宅 +1 )。
以下介紹的 3D 角色創造流程大致分成五個階段：概念圖，建模，上色，綁定骨骼，及動畫製作。
- Concept Art 概念圖
每個非雜魚角色，在進入3D建模之前，都會先有concept art ( 我自己會成翻概念圖，網路上又翻 “概念藝術” )。這一階段，是每個大製作的遊戲必經的。不只在角色身上，地貌及建築這種環境或場景也會需要 concept art。在所有的內容都還在發想階段的時候， concept artist 依照發想團隊的討論，努力把大家想像中的場景給圖像化出來，這樣之後建模師還有負責模型上色的繪圖師才有足夠精確的目標。概念圖並不需要非常精細，甚至常常概念圖中都還看得見筆觸，但是意象跟氣氛的傳達卻非常到位
2. Modeling 建模
有了想像中的樣子，就可以給建模師來拉 3D 模型了！建模的軟體百百種，而且有各自的擁護者，我今天就用屬一屬二常見的組合當例子。 自從離開學校我已經多年沒有拉模型，當年學校使用的 Autodesk Maya 到現在在遊戲業界仍然炙手可熱。它是功能廣泛，且各方面表現都滿好的 3D 軟體。
Maya 建模的方式是將物體表面用一片一片多邊形 ( polygon ) 連接起來，就像你在上圖中右邊看到的那樣。這種方式會被遊戲業青睞是因為，一個知道自己在幹嘛的 artist ，用它建出來的成品一定是相較複雜度低的模型 ( 不代表精緻度低，雕塑型的軟體建出來的模型會複雜精細很多，下段會再多做說明 ) 。這樣的模型在遊戲中使用起來才有效率，不佔用太多資源。 我記得當時在學校，大家都還菜到不行的時候，就有發生過模型複雜到不僅遊戲跑不起來，有時候連拖進遊戲引擎裡都會有當機的情形發生。
但是要如何做到精緻卻不複雜呢？其實在 Maya 建立簡易版模型時，比較講究的開發者會使用雕塑型 (sculpting) 的建模軟體 Zbrush 來互相配合。
在 Zbrush 裡面創作，就好像在現實生活中雕塑黏土一樣。不僅跟現實生活經驗貼近，也不需要用電腦的角度來思考這些構成形狀的 點(vertex) / 線(edge) / 面(polygon)。然而你不用受苦，是因為有人替你受了苦。電腦實際上默默的在背後幫你建構了數以千萬計，甚至更多的點來幫你紀錄模型的形狀。
在 Zbrush 完成的模型上所有的細節，會從 Zbrush 匯出並在 Maya 中投射到簡易版模型上。事實上簡易版模型也可以由 Zbrush 的雕塑模型生成，但也有像上面範例影片中這樣，貼合著雕塑模型在 Maya 中創造簡易模型的做法。不管兩者是如何互相配合，一個可以在遊戲中使用的模型就是這樣完成的！(累。)
3. Texturing 紋理與上色
光有模型沒有上色，Yennefer 離女神還差了一大步。是的，接下來又要將模型交給另一位專門上色的 texture artist 了。這一個步驟非常的直白，大家可以想像噴漆，以及幫公仔塗色的過程。在這個過程中，artist通常是在 Maya 中看著 3D 模型完成的。(或其他專門的軟體，如 Substance )
但是在儲存時，電腦是以 2D 圖片的方式儲存。至於要怎麼在 2D / 3D 不同的格式間轉換，這其中其實我略過了一個重要的步驟沒有說明，就是 UV unwrapping，考慮到篇幅，有機會我再回來細說。到這一步，我們的 2D 的 Yennefer 會長得像這樣：
應該沒有嚇哭吧？沒有的話就繼續下一個步驟囉！
4. Rigging 綁定骨骼
上好色的模型如果不會動，就像一個芭比娃娃一樣，不過是皮囊。如果要讓模型動起來，一個非常重要的前置作業就是賦予角色骨架。負責這一步驟的 Rigger 會定義一支一支不可伸縮或變形的骨頭，以可活動旋轉的關節將骨頭連接在一起，並且讓皮膚 ( 模型表面，可以是衣服的部分 ) 跟著這些關節移動或旋轉。這樣已經足夠構成一個最基本的 “ rig ”。
然而想讓模型跟著關節一起移動並沒有想像中這麼單純美好，如果沒有使用特殊套件輔助，通常都會需要調整各部位跟鄰近骨頭的權重，稱作 Skin weight painting。調整前常見的狀況有：與鄰近的表面沾黏，關節彎曲較多時造成模型體積壓縮等等，所以 rigger 也會需要把這些一併清理掉才行。
其實不管是人類還是動物，甚至只是一扇可以開的門，都需要有 rig。Rig的好壞會直接影響之後動畫的品質，還有動畫製作所需要的時間長短。上面的兩個範例中，都可以看到箭頭，或是漂浮在角色周圍的圓盤及曲線，這都是 Rigger 已經在關節上做好各種設定之後的產物。
5. Animating 上動畫
最後一步，也是畫龍點睛的一步，就是讓角色動起來！不知道大家有沒有看過一些 CG 角色，明明靜止的時候看起來還滿和藹可親，但是一動起來，臉部表情就僵硬到讓你心裡有一股毛毛的感覺？
你是否有聽過 恐怖谷理論 (Uncanny Valley) 呢？這個理論描述：世上萬物中，通常人對於接近人類的東西，會越有好感，並容易產生情感上的連結。但是當其已經逼近真人，卻還是差了最後一點的時候，我們反而會產生厭惡及害怕的反應。當我們把這個現象畫成曲線圖 ( 橫軸是與人類的相似度，縱軸是好感度 ) ，就可以看到突然急劇下墜的山谷區。
我選的恐怖谷範例圖片已經是客氣了。
原先美麗的角色，如果動畫做得不夠精細，也很可能會讓人感到不舒服，所以臉部的骨架 (facial rig) 是整個人物最耗工的地方。要有夠多的控制點，動畫師才能把需要每一條牽動的肌肉都模擬出來。事實上，當初建模時，建模師也會參考人臉肌肉的連接方式建模喔！
但是人臉的構造實在太過複雜，很多時候都是先用叫做 “ 動態捕捉 ” (motion capture, 簡稱 mo-cap) 的技術來完成。如果應劇情需要，有要追加誇大的地方，再由動畫師後製調整。
當然，動畫是涵蓋全身的，人物的移動及翻滾，說話時的手勢肢體，也都要靠動畫師的努力。
完成動畫這一步驟，一個遊戲角色的大致創建流程就結束，準備在遊戲各個場景中大放異彩了！
最後再讓我提到一個你可能從來沒有意識到的細節，但是卻大大提升整體畫面的說服力。那就是 secondary animation 附屬動畫 (暫譯)。所謂的secondary animation 就是除人物本身的動作之外，身上連接的物品因為主人物移動或是空氣阻力而產生的擺動或形變。例如長袍的衣襬，頭髮，身上的金屬佩飾，甚至是女性角色的胸部晃動等等 (遊戲界真的很愛強調這點，不就你們愛？ lol )。
現在你再回頭看看本篇文章的第一張圖。畫面右下，Yennefer 肩膀上的羽毛飄動，是不是讓你更能感受到女神服裝的質感呢？如果把服裝與頭髮的飄動，做得更誇張一點，會讓人有一種夢幻的不真實感，這也是手遊熱愛使用的動畫技巧。
遊戲角色的製作就大致介紹到這，大家應該有感受到有多繁複。讓我們雙手合十，一起靜默三秒感謝辛苦的 artist 們 🙏。我也計畫補充本文因篇幅無法提到，或是只輕描淡寫帶過的相關技術，歡迎留言告訴我你還有哪些想知道事情！
…你說你也想看胸部的 secondary animation 範例？
