CEDEC | HAL分享:《星之卡比》自动化地形生成系统如何做的？

2022-09-05 15:09

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《星之卡比：探索发现》是HAL研究所为任天堂Switch平台研发的一款RPG游戏，它是《星之卡比》系列正作的第13代产品，也是该系列首款3D动作游戏，于2022年3月25日全球发布。

这款游戏令人印象深刻，尤其是集丰富的游戏玩法和精致外观于一身的游戏地图。这两个看似自相矛盾的因素之所以能够共存，很大程度上得益于团队新研发的自动生成系统。在日本CEDEC游戏开发者大会上，HAL研究所研发总部环境研发团队工程师加藤步以“星之卡比：探索发现的自动地形生成方法”为主题，介绍了其中的秘密。

以下是Gamelook编译的全部内容：

加藤步

兼顾游戏和外观的自动生成系统

2022年3月份发行的《星之卡比：探索发现》，是星之卡比系列的第一款3D动作游戏，在CEDEC 2022舞台主要讲它的高品质游戏和外观效果，细节我们将在稍后叙述。在制作地图的时候，游戏玩法需要关卡设计师参与，外观需要美术师等不同岗位的同事，因此很难做到两者兼顾，不过，这款游戏之所以能够做到，是因为地形生成系统。

需要注意的是，这次演讲中的图片提到的2D和3D指的是地图结构，并不意味着2D图形或者使用多边形的3D图形。

在这款游戏的3D地图制作当中，关卡设计师用地图编辑器制作了块状地形，按下模型输出按钮后，就可以自动生成制作用的地形模型。有了这个“地形生成系统”，关卡设计师可以将玩法创作留到最后一刻，而且可以兼顾地形外观。

然而，这个系统并不是一开始就有的，原本的制作设想是在没有自动生成系统的情况下进行。虽然关卡设计师制作地形设计图、美术师制作一般的地形模型，但关卡设计师很难进行精准的调整和改变，而且美术师的工作量也很大。加藤说，“对于关卡设计师和美术师来说，这都是令人失望的情况。”这样，在以2D动作继承星之卡比文化的同时，可用于地形模型自动生成的系统就已经开始研发。

到现在为止，星之卡比系列中的地图制作，关卡设计师制作块状地形的地图时，美术师创作的部分就会自动配置，实现了类似于本次创作的自动生成系统

为制作《星之卡比：探索发现》设想的工作流程，根据关卡设计师的设计图，美术师创作3D模型，关卡设计师很难做精准的调整和改变，让美术师的工作成本也很高。

首先，为了对目标地形有一致的印象，关卡设计师制作了地形，注入了美术师想要实现的地形愿景。关卡设计师的工作提前进行，可以说这体现了本作品的特点。然后，美术师提供的“凹凸不平的地形边缘”、“能够使部分地形看起来不一样”、“有机墙”等部分，成为了自动生成系统制作的主题。比较具有代表性的是草原面的生成，以及本作地图上令人印象深刻的崎岖地形，以及HAL研究所统称的“moko”实现。

关卡设计师使用Unity制作的地图编辑器放置块状组件创建地形的时候，美术师用Maya的曲线扭曲功能准备边缘部分的功能放置。只需要改变材料和moko，就可以制作出沙漠面和购物中心面，可想而知这样的效率有多高。

为了满足美术师愿景，实现了崎岖地形边缘的“moko”

地形由关卡设计师用块状部件打造

只需改变材质和moko，就可以打造出沙漠的一面和商场的一面

在“跨越部门的全面战争”中，创建一个新系统

就这样，工程师通过创造地形生成系统将关卡设计师和美术师连接起来。据加藤所说，“跨越领域的全面战争”已经开始。由于没能达到美术师要求的品质，因此该系统还追加了“创建道路”、“山体变形功能、切掉地形让地形有机化”，以及“地形切割零件”等各种功能。

比如，创建道路功能可以使用顶点颜色而不是准备网格或者使用投影。如果你再地图编辑器上改变想成为道路的地方的顶点颜色，系统就会在自动生成时参考这一点，把改变了顶点颜色的区域作为道路。

除了方便在地图编辑器中调整之外，当用一个纹理覆盖另一个纹理的时候，可以使用相同的UV（U是纹理的横坐标、V是纵向坐标），即使用于角也不会被拉伸。这种结构可以用在地形纹理发生质感变化的区域，比如地面上堆积的沙子，或者墙壁上的苔藓。由于地形生成系统自动设置了碰撞的属性，所以“在沙子上行走会导致沙尘飞舞”的效果也能够轻而易举地实现。

此外，由于地图编辑器通过组合地形块来创建地图，所以角落和边缘都是线性的，给人一种没有生机的印象。为了解决这个问题，系统引入了山丘零件、地形变形和地形空心化。山丘部分不是块状的，而是有机形状、可以放置到地图上。失真功能可以通过故意向线性地形的顶点坐标添加噪点来扭曲地形，从而产生自然纹理效果。

而且，比较有趣的是被挖空的部分，当放置在地形上的时候，就会把那部分挖出来，加藤说，“功能和山丘部分完全相反”。山丘部分在放置的时候会形成隆起，但挖空部分会形成一个洞。可以说是负的地形组件，将地形进行了破坏。由于这款游戏的设定是文明遭到了破坏的世界，所以这个部分可以说是兼容性很高的，可以用在很多地方。切割组件可以用于门，由于地形被挖空，即使关卡设计师想要改变位置，也可以只移动这个挖空的部分，而不用改变地形块。

挖空的部分使用了Maya的布尔运算，可以产生对象的逻辑积、逻辑和与逻辑差。可以用挖空的组件用于指定被损坏的墙壁。用逻辑差挖孔，然后通过逻辑积制作填补那个孔的地形（恢复被破坏前的状态）。这个地形可以被复制和切割，成为卡比破坏时候带来的碎片。除此之外，通过对地形的角进行倒角、在拐角和moko周围自动添加顶点颜色的功能等等，让自动生成的内容质量也得到了提高。

早期自动生成的地形还是无机的

通过增加有机形状的山体部分，减轻了外观上的无机印象。

镂空零件也可以用于门

用于破坏的镂空部件，可以破坏地形并形成碎片

添加了倒角功能（上图）和添加变形功能（下图），使地图看起来更自然

两位美术师创作了大约40个主题左右的数据，例如草原、建筑物、混凝土和沙漠等，这些数据都是自动生成阶段所必须的素材。在全部250张地图当中，大约有230张是由5到10名关卡设计师使用自动生成系统创作的，这个系统一个很大的好处就是，你可以自由改变主题，比如当时用于洞窟制作的平台，只是改变了主题就可以变成游乐园，这是很让人惊讶的。