3D向2D的探索 從賽馬娘開始淺談游戲中三渲二技術(shù)的應(yīng)用

近年來隨著手機(jī)性能的逐漸提升，手機(jī)游戲逐漸開始了從2D像3D的轉(zhuǎn)變，而在這個過程中，二次元風(fēng)格的手機(jī)游戲卻并沒能像其他手機(jī)游戲一樣迅速的完成轉(zhuǎn)型，而是直到現(xiàn)在都處在3D與2D混雜的情況下。這種與日本動畫制作如出一轍的現(xiàn)狀其原因也非常簡單，即受眾對2D風(fēng)格的嚴(yán)重傾向。

包括我在內(nèi)的大部分動畫愛好者都本能的對3D渲染動畫風(fēng)格人物有著一種抵觸情緒，這種抵觸情緒可能是由于早期3DCG技術(shù)的不成熟，也可能是因?yàn)?D渲染的畫面風(fēng)格與2D的畫面差別過大，但無論原因如何，這種群體性的對于3D的抵觸是切實(shí)存在的問題。

（寫實(shí)渲染的受眾和三渲二的受眾并不相同）

而也正是為了應(yīng)對這種情況，在近年來三渲二技術(shù)開始在手機(jī)游戲中獲得了越來越廣的應(yīng)用，在很多游戲中我們都能夠看到三渲二技術(shù)的身影。那么究竟什么是三渲二技術(shù)？游戲廠商又為什么樣使用三渲二技術(shù)？今天就讓我們以《賽馬娘》，《原神》，《戰(zhàn)雙帕彌什》等市面上有不錯成績且技術(shù)上各有特點(diǎn)的手機(jī)游戲?yàn)槔桓Q三渲二技術(shù)在手機(jī)游戲上的嘗試。

聲明：本文中所有與游戲相關(guān)的舉例均為說明需要，不存在任何主觀情況下對游戲的貶低或諷刺，如文中有相關(guān)內(nèi)容對該游戲粉絲造成了不快還請海涵。

三渲二技術(shù)或者說卡通渲染技術(shù)是3D渲染技術(shù)的分支，其核心目的就是用3D渲染來還原2D的畫面效果。因此，在分類上三渲二屬于Non-photorealistic rendering（非真實(shí)渲染，下簡稱NPR）的一部分，在定義上與通過3D渲染水墨，油畫等風(fēng)格的畫面同屬一類，不過我們一般說的三渲二指的還是以渲染日本動畫風(fēng)格的畫面為主，因此下文提及的三渲二也都在這個小范疇內(nèi)。

（《大神》的渲染風(fēng)格也屬于非真實(shí)渲染）

那么三渲二的畫面風(fēng)格又是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？這一點(diǎn)其實(shí)說起來并不困難，無非是用算法柔化陰影，忽略小塊陰影，并在材質(zhì)和貼圖上多下些功夫。不過一般說起來簡單的事情做起來都并不簡單，三渲二技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也是如此。而造成三渲二畫面制作較難的一個主要問題就出在了陰影上。

在傳統(tǒng)的3D渲染上，陰影的渲染是基于真實(shí)的物體結(jié)構(gòu)的，這樣的渲染方法呈現(xiàn)出的結(jié)果會相對契合我們現(xiàn)實(shí)中的光影環(huán)境，但是卻難以和傳統(tǒng)日本動畫中的明暗表達(dá)相契合。之所以會出現(xiàn)這樣的問題是因?yàn)樵诂F(xiàn)代日本2D動畫的上色脫胎自傳統(tǒng)的賽璐珞上色，因此為了節(jié)省成本且最大程度的美化角色，畫面往往會采用大色塊的方式來表達(dá)角色身上的陰影變化，這種情況下的光影變化與現(xiàn)實(shí)中的相比會有很大的區(qū)別，最大的特點(diǎn)就是脖子和頭發(fā)。

（傳統(tǒng)賽璐珞上色）

在現(xiàn)實(shí)中我們脖子的陰影變化是受到骨骼結(jié)構(gòu)和環(huán)境光綜合影響的，因此陰影往往并不會覆蓋整個脖子，而是會有明顯的區(qū)塊劃分。但在日本動畫中則是這樣的：

脖子會整體被陰影覆蓋，這樣的上色方式不僅會使得上色難度較低，也會使得人物的頭部得到突出展現(xiàn)。而在3D渲染中想要實(shí)現(xiàn)類似的效果就需要專門對陰影區(qū)域做出調(diào)整，從而提升陰影的覆蓋范圍。

除了脖子以外，頭發(fā)也是一個難題。在所有動畫的任務(wù)設(shè)計(jì)中，“頭發(fā)”這一元素都是分塊設(shè)計(jì)的，也就是用塊狀的方式來對頭發(fā)進(jìn)行歸納，從而降低作畫難度。在3D渲染中這本來應(yīng)該是一個優(yōu)勢，畢竟分塊渲染的話在對算力的要求上要比寫實(shí)渲染低不少，可是在光影上依舊是存在著很嚴(yán)重的問題。在日本動畫中你很難找到一個角色的陰影是完全符合光影邏輯的，絕大部分情況下角色頭發(fā)的陰影都是在參照現(xiàn)實(shí)中光影關(guān)系的基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行了大刀闊斧的改動，有些比較極端的可能頭發(fā)干脆就沒有什么光影效果。比如無論怎么動都不會發(fā)生變化的高光就是一個例子。

（在《利茲與青鳥》中角色的光影運(yùn)用受到了極大的限制）

為了實(shí)現(xiàn)還原這一效果，絕大部分采用三渲二技術(shù)的人物模型的頭發(fā)都是“自帶光影”的，簡單來說就是在繪制頭發(fā)的貼圖時就將一部分基礎(chǔ)光影效果和高光部分畫上去，從而實(shí)現(xiàn)動畫中基本不受環(huán)境影響的光影效果。

（在《賽馬娘》中角色頭發(fā)的高光和基礎(chǔ)陰影就是畫上去的）

說了這么多，各位讀者應(yīng)該也都對三渲二技術(shù)在實(shí)現(xiàn)上的困難有了一定的認(rèn)知，那么既然三渲二實(shí)現(xiàn)起來并不容易，游戲廠商又為什么要采用三渲二制作游戲呢？

我們可以大致將原因歸納為三個關(guān)鍵詞：“受眾”，“性能”，“效果”。

受眾很好理解，大部分采用三渲二技術(shù)的游戲本身的受眾就是二次元文化的愛好者，就像文章開頭所說的，對于這一部分玩家來說本身對于3D寫實(shí)渲染是有一定的抵觸情緒的，因此在選擇時會更傾向于畫面接近2D風(fēng)格的游戲，因此在商業(yè)上來說采用三渲二技術(shù)制作游戲可以說是一種在貼合受眾群體的行為。

（大部分采用三渲二的游戲都在這個范疇內(nèi)）

而除了貼合受眾外，三渲二技術(shù)也是較為適合現(xiàn)階段手機(jī)等移動設(shè)備性能的一種畫面風(fēng)格。雖然三渲二技術(shù)在制作階段會存在一定的困難，但是與之對應(yīng)的是在實(shí)際的游戲過程中對于設(shè)備性能的較低要求。這是因?yàn)槿侄夹g(shù)為了實(shí)現(xiàn)類似日本動畫的畫面效果會刻意降低畫面中的畫面細(xì)節(jié)，從而降低了設(shè)備在進(jìn)行渲染時的算力要求。這也是采用三渲二風(fēng)格的游戲往往能夠更容易獲得更高幀數(shù)的原因。

更少的畫面細(xì)節(jié)除了能夠帶來更低的性能要求外，也能夠在同環(huán)境下帶來更好的畫面效果。對于現(xiàn)在的大部分手機(jī)游戲來說，手機(jī)的性能是過剩的，因此當(dāng)模型渲染本身占用的算力較小的情況下就能夠?qū)⒏蟮木Ψ旁诟黝愄厥庑Ч某尸F(xiàn)上，從而實(shí)現(xiàn)比寫實(shí)渲染更好的畫面效果。

當(dāng)然，現(xiàn)階段純粹的三渲二風(fēng)格也同樣存在不少的問題，在很多地方還有著繼續(xù)研究與嘗試的空間，本文也并沒有涉及為了實(shí)現(xiàn)三渲二風(fēng)格需要在模型本身諸如在特定角度下的形變，以及一些夸張化的表達(dá)等更深層次的技術(shù)。綜合來看，三渲二依舊是一種年輕的技術(shù)，它代表著3D渲染向著2D風(fēng)格的嘗試，也代表著技術(shù)，市場以及受眾三者間的別樣平衡。希望在之后三渲二技術(shù)能夠有長足的進(jìn)步，也希望日后我們作為消費(fèi)者能夠遇到制作更為精良的采用三渲二技術(shù)的游戲作品。

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