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大开眼界!《多重花园》分享:如何设计"不可能几何体"游戏关卡?

大开眼界!《多重花园》分享:如何设计"不可能几何体"游戏关卡?

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不可能图形应用在游戏上,往往可以带来惊才绝艳的艺术效果,比如几年前的《纪念碑谷》,就实现了较好又叫座的成绩。2020年,一名独立开发者耗时7年多打造的《多重花园(Manifold Garden)》登陆Steam平台,同样受到了玩家们的认同,好评率达到96%。

然而,这样的游戏关卡设计起来并不容易,由于改变了重力感应机制,开发者往往需要为这些不可能几何体改变设计技巧。

在此前的GDC分享中,《多重花园》开发者William Chyr介绍了游戏关卡设计的挑战和经验,以及如何为不可能几何体做关卡设计的实用技巧。演讲中,他展示了游戏的不断变化和关卡设计随着核心设计改变的过程,还提到了“意图”在建筑学里的重要性。

以下是Gamelook听译的完整内容:

William Chyr:

我是一名在芝加哥的独立游戏开发者,简单介绍一下我的背景,大学的时候我学了物理,作为学生的时候我曾短暂在意大利国立核子物理研究所(Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)工作,图片中并不是我的实验室,只是在一台计算机前面的照片,其实没有那么令人兴奋。

毕业之后我从事物理方面的工作,主要是隔热艺术(insulation art),它们基本上就是用大气球做的隔热材料,由艺术中心和科学博物馆委托制作,这件事我做了四年,几乎被定位成了气球男,这是我不想做的。

《多重花园》的关键功能

实际上,在开始现在的项目之前,我并没有玩过游戏。我当时在尝试找其他的媒介,比如玻璃或者金属在游戏里的表现都不是那么好,由于我会一点编程和设计,所以觉得做一款游戏可能是个好的想法。

最开始学习Unity的时候,我以为只需要三个月就可以,但没想到用了三年半。

这个项目叫做《多重花园》,它是一款第一人称探索解谜游戏。

加入了不同寻常的物理、不可能几何体,和疯狂的建筑结构,以上都是游戏内截屏。

我将这款游戏视为物理学的一个隐喻,刚开始的时候,你要学习地心引力是如何工作的,在游戏结尾,你会对宇宙形状有一定的理解。所以,游戏里的解谜从房间内的重力开始,拓展到整个空间。

重力旋转

今天的分享主要聚焦于两个关键功能,分别是遍历(traversal,即重力旋转)和几何体(3D世界缠绕)。

先来说说重力移动,相信很多人都看过诺兰执导的《盗梦空间(Inception)》,故事发生在梦中,它们将巴黎叠加在巴黎本身之上。

随后,我们可以看到两名角色走到了墙上,这时候我就有一个疑问,如果迪卡普里奥(多姆·柯布饰演者)拿出钱包扔下,它会掉到蓝色箭头方向,还是走上墙之前所在的绿色箭头方向?钱包的重力属于那个表面?如果我站在他之前走过的街上,接过他的钱包,这时候钱包会往哪个方向掉?

遗憾的是,电影当中并没有解决这个问题,所以我觉得游戏是探索这种问题非常好的媒介形式。

《盗梦空间》使用了(荷兰图形学大师)M.C.埃舍尔很多作品当中的视觉效果,那个场景基本上借鉴自他的版画“相对性(Relativity)”,《多重花园》最初的名字也叫“相对性”。

接下来我们说说这种重力机制是如何在游戏里使用的:

我们从2D形式开始,这里有四个表面每个表面都有不同颜色(蓝绿红黄),其中的每个物体都属于其中一个颜色和它对应的墙壁,所以,蓝色物体会落到蓝色墙上,红色物体会落到红色的墙上。

并不是所有的重力都同时起作用,哪一个起作用取决于玩家的方向,比如现在玩家在这个面上行走,蓝色重力起作用,其他重力作用都被关闭,那些物体都被冻住。

随后,玩家走到黄墙上,黄色重力起作用,其他重力作用被封住。

这是游戏内效果,玩家走到哪个面上,都会有不同颜色,对应表面的重力就会起作用,这些颜色告诉玩家他们在哪个面,哪个重力作用可以用。

不可能几何体

最开始,你进入游戏是在室内,然后走到了室外。当你跌落的时候,游戏不会黑屏或者判定玩家角色死亡,游戏世界会无限重复,所以你会一直落下去,而且可以有自己的操作。

这个问题我们会稍后谈到,但我们先来说说,什么是不可能几何体?为了今天的演讲,我们将其定义为“在现实生活中我们看不到的奇怪几何体”。这样的物体是很难生成的,另外,我会重点讲述在《多重花园》研发过程中的几何体以及玩法机制带来的问题和挑战。

需要强调的是,不可能几何体并不是非欧几里得几何体。欧几里得几何体就是平面空间,就像两点之间最短的距离是直线、三角形角度之和是180度,以及平行线永不相交。

非欧几里得几何体指的是它(欧几里得几何体)之外的任何东西。比如双曲线(Hyperbolic)、椭圆等等,但它们并不是那么非同寻常,所以,当你在一个球面画三角形,就会发现它们的角度之和并不是180。

最好的例子是地球,如果你在平面上画三角,角度之和是190度,但如果是在地球仪上画一个三角,非欧几里得属性就会开始显现。

2D世界缠绕

我们再说2D世界缠绕,在这款射击游戏里,如果你到了底部,就会被传送到顶部,如果到了最右侧,就会被传送到最左边。

这就是两个环面。

我们看这个动图,这样做的目标是让通道看起来是无缝衔接的,我们将上下方和左右放粘在一起,如右侧的动图所示,它最后会成为一个甜甜圈形状。

这实际上就是两个环面,这就是2D世界缠绕。

3D世界缠绕

但是,我们需要更进一步,我们需要了解3D世界缠绕。我来解释一下如何将上下与左右结合起来,这两组实际上就是两个环面,但如果是3个环面该怎么办?

对于3D,我们需要用箱体展示,而不是平面。这时候,我们将顶部和底部粘贴在一起,然后将左右面、前后面粘贴,这时候该怎么将它视觉化呢?我也不知道,这很困难,可能需要四维空间来实现。

在2D世界构建的过程中,你实际上是在3D甜甜圈2D表面上行走的2D角色;在3D世界构建中,你是走在4D甜甜圈3D表面的3D角色。

虽然很难将4D甜甜圈的结构视觉化,但我们可以将其表面之内可能的样子视觉化。这是地球的3D模型看起来的样子,如果是4D,那么它看起来就像是这样:

因为你不仅要向左右看,还会向周围看。所以你会看到很多重复,它们都是同一个地球。

这是带有网格的版本。

这是游戏截屏,可以看到它长什么样。

这是另一个案例,它是一个持续不断的建筑。

这是你在关卡中掉落时的样子,关卡会不断自我重复。

这就带来了一些有趣的物理现象,比如我们拿一个盒子把它扔下窗台,你会同时看到这个盒子在你的上方和下方。

很多游戏都有瀑布,这是我画的瀑布,在《多重花园》当中,实际上没有瀑布,只有水环。

这是水环的游戏内互动截图

如果你对这个话题感兴趣,一本很有趣的书是Jeffrey R. Weeks写的“The Shape of Space”。

还可以到GeometryGames.org,这里有很多小游戏可以帮你对这种几何体进行视觉化,有2D案例,也有3D案例。

3D世界缠绕是如何增加到《多重花园》当中的?

最开始的时候,游戏只是和重力移动相关的机制,你要做的只是去不同表面,将箱子推到按钮上,解决谜题。但问题在于,这很容易让人们感到困惑,玩家往往不知道他们丢掉箱子之后,它会落在哪里,所以要增加箱子阴影。

因此,我增加了定向光,以呈现箱子的阴影。然后人们问,光来自哪里?

于是,我增加了窗户,为这些阴影提供光源。

有了这些窗户,人们就可以向外看,这并非有意为之,我只是做了大量的房间和场景。然而,所有人都对外面的事情很感兴趣,想要走到外面探索。一开始我是不想这么做的,因为会增加游戏复杂度,但经不住人们不断地要求,因此最后还是增加了允许玩家走出去的功能。

这就带来了一个问题,玩家们会在这个世界里跌落,我不希望在游戏里增加禁区,有些游戏对边缘进行了保护,你永远都走不到某些区域。可是我不想那么做,我希望玩家所见即所得,远处看见一座山,随后你就可以登上去。

我不能在天空做任何东西,因为这意味着需要加入额外的内容。

空白的天空看起来有些枯燥,我增加过一个蓝天箱体,但看起来很糟糕。

有一天我突然意识到,通过3D世界缠绕,我有可能解决这个问题,我可以在天空中做内容,它不一定是新内容,还可以让玩家到达那里,这就解决了蓝天空白的问题,还让整个关卡更加有趣。

这给之前的而一些问题创造了意料不到的解决方案。

这是埃舍尔的作品“Cubic Space Division”,游戏最初的灵感就是在埃舍尔的一个作品基础上创作,我希望将这个关卡也加入到游戏之中。

这是2013年7月最初设计的关卡,没有世界缠绕,实际上直到研发一年半才加入缠绕。这时候的关卡玩起来很令人痛苦,因为到处看起来都一样,而且当你掉落的时候,会降落在地板上,因为这个关卡在房间里,所以是有地板的。这样做很乏味,因为你跌落之后还要重新开始走一遍。

另一个问题是,为了让关卡更有趣,你还必须扩大关卡规模,可问题是这会增加游戏内导航的复杂性,而且没有乐趣,所以我放弃了。

有了世界缠绕之后,一切问题都消失了,这是2015年12月的关卡截图:

这时候玩家根本没有可能迷失,因为无论朝任何方向走,你都在远离起始点,并且离某个物体越来越近。它还意味着我可以无限制增加关卡规模,不仅不会带来导航复杂性,实际上还去掉了复杂性,给玩家带来了更有趣的关卡体验,因为这在游戏是不常见的。

这是我之前想要放在游戏里却无法实现的东西,我觉得这些阶梯如果无限制延伸会很有趣。

有了世界缠绕之后,一切都有了可能,你可以不断地攀爬阶梯向上走,如果你到了底部是没有成就的。

这个阶梯是不断重复的,如果你从右侧底部掉落,就会出现在左侧顶部,因为偶我们所有东西都是在网格当中。

之所以这么做,是因为,当你走下阶梯的时候,并不只是朝下,而是朝下且前进。

新问题

当然,增加世界缠绕也带来了新问题,其中一个就是闸门。

基本上,玩家走出去之后,内部关卡就打开了,你可以走到任何地方,玩家甚至可以跳过这些关卡直接到最后。

我们用2D形式距离,假设我们想要让玩家得到星星,但只是走过去拿到就太简单了,所以我们增加一堵墙,这时候玩家可能需要找到一把钥匙开锁,或者学会二连跳越过墙体。有了世界缠绕之后,墙壁就不再是问题,他们可以在最右侧跳下,然后就能出现在星星旁边,这就让谜题设计没有了意义。

在《上古卷轴:天际》当中,走出房间之后,你可以到达地图上的任何地方。

随后进入地牢,它就成为了一个非常线性化的体验。

我实际上将它带到了自己的游戏里,所以当你走出房间之后,就可以到任何地方。

当你到了有谜题的地方,它就变成了线性通道,这就可以避免玩家跳过关键区域。

另一个问题是,你会发现高度和方向没有了意义。

很多游戏都会有一座塔,你得到一个任务,与某个NPC在塔下相见。

我们用2D距离,星星在塔的左侧附近,加入了世界缠绕之后,方向就没有了意义,因为星星在塔(本身)的右侧,这时候的塔是没有意义的,它没有高度,确切说是没有根基。

这是游戏里没有地基的建筑,一切方向都会显得非常混乱。

我的方案是接受现实,充分利用几何体的优势而不是放弃它。比如设计成放射状,这样你可以有更多的方式解决谜题,而不是原来只能按照固定方向。

不可能几何体关卡设计技巧

宏观技巧

接下来我想分享一些我认为有用的技巧,主要分为宏观和微观两个方面,宏观指的是关卡全局方面的东西,微观则是时时刻刻的东西。

宏观层面,有标志性的部分,也就是整体布局;还需要给关卡增加逻辑。微观层面,你需要加入故意为之的建筑结构,还要利用建筑学元素的规律。

这些都是比较有标志性的部分,大致上能够看到建筑看起来的样子。

当你按照埃舍尔的方法设计关卡的时候,增加大量的梯子让玩家应接不暇是很重要的。

但这种方法在关卡设计中行不通。

比如这是我最开始设计的开放关卡,有很多的楼梯和复杂的结构,看起来很有埃舍尔范儿。

然而,如果你要问我这个关卡的标志性部分是什么,看起来就会很混乱。

这是同样的关卡,现在可以看到它是一个被四块土地围绕的中央塔。

这个方法比较好的一点是,你可以从任何方向看出布局,而且我在游戏里没做小地图,你可以直接看到建筑结构,这对游戏设计很有帮助。

第二个宏观技巧是关卡逻辑,开放关卡都有一些房间教玩家游戏机制,然后让他们走出去。

最初测试的时候,我们的玩家有些人擅长解谜游戏,还有些人没玩过,玩过解谜游戏的可能10分钟就能通过,没玩过的可能需要30分钟甚至40分钟。

走出去之后,两组用户之间的差距就没那么明显了。主要是因为内部房间和外部房间的设计之间没有逻辑,它们是随机的。

不过,有了标志性部分之后,你就可以依次到四块土地解决谜题,然后回到中央平台。所以,为一个关卡增加逻辑是很重要的。

微观技巧

微观层面,我们该如何指引玩家走到对的地方呢?

目的性建筑结构

我的方法是在平台边缘增加一些指向性的物体而不是直接堵住,比如有方向的楼梯。

这样做的原因是,你在中央塔上,我想要你到蓝色地块解开谜题拿到星星。这时候我需要玩家旋转重力到达那里。

你必须从边缘物体跳跃到目标地块。

问题在于,你并不知道这个障碍物具体在做什么,实际案例中,很多人走到这里四处张望,然后选择了离开,这件障碍物并没有能告诉玩家它存在的目的是什么。

如果是一个台阶,我就可以走上去,然后进入重力旋转区域,就能看到下方的物品。所以,障碍物和台阶的区别在于,后者可以告诉你该怎么做。

第二个微观技巧是利用建筑结构规律

这是游戏里的走廊最常见的样子,这是有问题的,因为你可以改变重力方向,将房顶变成地板,很多第一人称游戏都不会让玩家向上看,所以他们走到这里就以为是死胡同。

另一个问题是,当你走回去的时候,走廊看起来和之前一样,考虑到重力旋转,很容易让玩家走到之前去过的房间。

所以,当我在关卡中增加窗户的时候,它们之间的长度是相同的。之前把关卡展示给一个朋友,他建议我将外部的窗户延长,这样当你到走廊尽头就可以看到明亮的东西,窗户就会引导你的眼睛看到方向,这就解决了之前的走廊问题,让玩家向上看。

这也解决了走回去的问题,因为当你走回去的时候,因为窗户的存在,你可以分辨走廊的方向,我不希望让玩家迷失在走廊中。

总结

拥抱几何体,不要反其道而行之。因为,你会发现它可以为之前无解的问题带来意想不到的解决方案。

你需要重新思考很多东西,比如闸门,方向。

充分利用清晰的关卡布局,在关卡中创造逻辑,让玩家通过观察知道接下来该去哪里。

你还需要做目标建筑结构,放在游戏里的任何东西,都要告诉玩家如何使用它。

利用公认的规律让玩家可以用来发现他们需要走向哪里,很多玩过《多重花园》的人告诉我,他们原本觉得游戏玩起来会让人困惑,但实际体验之后发现感觉还不错。

最后,我希望同行们不要害怕拥有更大的梦想。

····· End ·····



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