最终幻想零式 HD-面向[次世代机视觉]HD重制版的新标准(上)

发表于2015-06-04
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Gad导读:

2015年3月发售的[FINAL FANTASY零 式HD](株式会社SQUARE•ENIX),是2011年10月发售的PSP游戏的HD重制版,不光是主要角色模型的高模化和Texture的高分辨率化,还新构筑了渲染管线,包含了大量丰富的后处理滤镜,在次世代机的PS4/Xbox One实现了视觉上1080p和30fps。全文分为两部分,本文是前半是 CGWorld上刊载的演讲没有提及的部分,后半部介绍KANSAI CEDEC 2015的演讲中HD重制技术解析,和最精彩的附件中KANSAI CEDEC的PPT文档的中文翻译请继续留意Gad推荐。

 

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最终幻想零式 HD 面向[次世代机视觉]HD重制版的新标准 (上)

本作是2011年发售的PSP游戏[FINAL FANTASY零式](株式会社SQUARE•ENIX)面向PS4/XboxOne的重新制作。这里会分别介绍KANSAI CEDEC的演讲HD重制技术,以及CGW上演讲没有提及的部分。

取自 CGWorld 2015年 6月号。

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一直考虑"增加内容"来实现的[HEAX精神]的图形

2015年3月发售的[FINAL FANTASY零 式HD]。是2011年10月发售的PSP游戏的HD重制版,不光是主要角色模型的高模化和Texture的高分辨率化,新构筑了渲染管线,包含了大量丰富的后处理滤镜,在次世代机的PS4/Xbox One实现了视觉上1080p和30fps。

亲自参与开发的HexaDriver董事长CEO 松下正和氏说到[为了可以解决两个平台的相同视觉,到最后的最后都在做最优化]。 HexaDriver是基于交货期限的开发公司,有着半数以上的程序员的特征。通过[大神絶景版],[ZONE OF THE ENDERS HD EDITION]已有游戏的的HD化看到了很高的技术力,引起了话题。

开发最初是通过再现PSP模拟的绘制,强化Post Filter的方向来进行HD化的,SQUARE ENIX有以次世代视觉为目标的要求,所以向重新构筑绘画的方针做了很大的方向转化。不久之后实现的TGS上30fps的可运行版的展出让人吃惊。3DCG数据的改善工作是SQUARE ENIX方面进行的,两公司之间一边定期的视频来交流一边进行开发。松下氏提到HexaDriver的目标是[解决客户需求为最低限度,提升什么内容大家都是不到最后绝不放弃的]。拥有高技术力和热情的HexaDriver今后的活跃也希望可以被关注。

过去资源和新方法的共存的角色视觉

从PSP向PS4/Xbox One移植,同画面的绘制面积变成了约17倍。为此,角色模型也向增加更多细节的方向来进行调整

角色模型的更新

本作登场的3D模型,主要角色和PSP版相比是完全的更新了,这个改进工作是由SQUARE ENIX来进行的,为了在有限制作内重做大量角色,使用了[视频模型的角色]以及[利用FINALFANTASYXV(FF15)的Texture制作技术和经验]的方针,重新制作了高品质的视觉。PSP的模型约2000个顶点,HD版对SQUARE ENIX的视觉工作部门提供的模型和Texture进行消减和定制变成了约45000顶点。骨骼和动画是以使用PSP的资源为前提,替换为高网格化的模型,用职业技术调整权重以达到没有破绽的动作播放。还有,FF15的一些Shader,对本作使用的Texture的调整直到项目最后也在进行着。

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对应基于物理渲染的Texture构成

本作以对应高端游戏图形趋势的[基于物理的渲染(PBR)]为基础,把前作使用的前渲染(Forward Rendering)的部分全部变更为了延迟渲染(Deferred Rendering)。角色的Texture方面,PSP是1张Texture里描绘入光照和阴影,HD版是由,Albedo,Metalness,Normal,AO Map多张Texture构成,顺序的图C Albedo,图D Metalness,图E Roughness,图F Normal,图G AO,图H Skin,,图I Depth, 以及最终的渲染的结果 图J。PBR中特征的可以说是Metalness和Roughness。Metalness(图K),是金属的光泽感,Roughness(图L)是控制表面的粗糙的参数,图H是让角色的垫肩和皮革的护胸更容易的显示使用。还有Metalness最大化的图N是全身金属质感的结果,相反,图O是Metalness和Roughness值为0的非金属光泽的结果。

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彻底重做的绘制系统的画面制作

为了达到次世代的视觉,把PSP当时的绘制方法全部放弃,改为重新再构筑的本作。接下来介绍下这个概要。

背景Texture的改进

背景模型的分割数和PSP没有变化,和角色一样,配合基于物理渲染更新了Texture。比较PSP版(图A)和HD版(图B)可以看出质感的表现力更加增强了。背景使用的Texture的种类,比较PSP版(图C)和HD版(图D)增加部分一目了然。Gbuffer的各渲染成分中,图E是Albedo,图F是Metalness,图G是Roughness,图H是Normal,图I是AO,图J是 Velocity,可以直观的确认石头或铁的质感的设定。这样各部分的表示,质感设定有违和感的情况可以马上辨别出来。

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通过ToneMapping调整曝光

因为本作的渲染环境转移到HDR,必须要对ToneMapping的曝光进行调整。图A是因为曝光过多的引起的白色溢出状态。图B是相反的曝光不足引起的黑色溢出的状态。可以在工具上调整EV值,图C是适当的调整曝光的结果。还有,慢慢的眼睛习惯的适应明暗的变化速度也可以通过参数来调整。[调整全部场景会非常的麻烦,追加了几个准备的预设的功能,在真机上调整的结果也可以直接保存](松下氏)

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通过[HexaEngine]做各种调整

本作中,加入了HexaDrive的自研引擎[HEXAEngine2.0]向次世代机的提升(替换为DirectX11),随时追加制作需要的工具群。基本上是在PC上进行远程开发,真机上进行外观和最终检查的方式展开的。图A的画面左侧的黄色窗口是PSP版世代就存在的调试菜单,右侧蓝色窗口(图B)是给本作准备的HexaDrive制作的工具。可以进行各种的光照和后处理滤镜的调整,角色和背景标识物的分别打开/关闭的机能,Gbuffer的内容分别显示,战斗中相机的调整以及一部分HUD的布局调整,性能分析的显示等很多功能都涉及到了。

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加深世界的影像表现

近年来真实画面制作中不可欠缺的反射的表现。在本作里,是通过Image Based lighting(IBL) 和 Local Reflection两个方法的并用来实现。

Image Based lighting(IBL)

本作准备了IBL需要的在真机上对CubeMap进行摄影的工具(图A),在Map上配置显示影响范围的Box,从Box中心看到的6个面的画像进行摄影给IBL来使用。图B是只显示IBL,图C是只显示直接光照 ,图D是把这些合并的结果。进行比较的话,使用IBL的情况,可以看出产生了影子的颜色和增加金属部分的反射,具体的Box的配置数量上,少的场景是1个,多的场景是10个以上。PSP版是把光照结果烘培到顶点颜色里,而本作中是把这些全部设定为IBL,还有IBL的反射使用了视差补正( [Parallax12] Local Image-based Lighting With Parallax-corrected Cubemap (SIGGRAPH 2012) ),把背景物和地板反射的位置调整一致。图E是调整前,图F是调整后,可以看到窗户反射的偏差被修正了。

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Local Reflection

本作的反射表现上,是IBL和基于屏幕空间的Reflection并用的,图A是IBL,Local Reflection关闭的状态,图B是只打开IBL的状态,图C是IBL和Local Reflection打开的状态。从程序员山ロ裕也氏哪里得知[绘制处理的50%是在Post Processing上,其中接近1/3是Local Reflection所占据了]。首席技术指导的岩崎顺一氏提到[景深和Local Reflection是高负荷的,可以提高演出的效果,想办法最优化的加入]。还有把1帧前的结果Cache来使用的多重反射的结果,通过这些表现出了GI那样柔和的反射(图D)。图E是同一个场景的反射部分的显示,可以看出光源多次的反射。

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考虑游戏性和真实性的光影表现。

对增加环境的深度不可欠缺的光照和阴影,

在忠实的再现物理法则的同时,施加了不妨碍游戏进行的方法。

提高角色认知度的Catch Light

Catch Light是,人物摄影时给眼睛加入高光的光源,在本作负责让战斗场景和过场动画中的角色不会变得暗淡,称作[女演员光源]或[美颜光源]。图A是关闭 Catch Light,图B是打开的状态。图CD是实际用工具来设定的状况。图C是游戏相机中看到的画面,在图D中稍微挪动视点,相机周围红色线框是把Catch light配置为3个光源。岩崎氏提到配置多个的原因是[通过配置多个Catch light可以加入横向的高光,对应各种角度]。设定光源可以追踪相机的来运动,光源的距离和影响范围也可以根据场景来变更。

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AO Map和SSAO并用的环境遮蔽(Ambient Occlusion)

本作的环境遮蔽(AO),是基于Texture的AO和基于屏幕空间的AO的并用。图A是显示角色和背景的AO Map的状态,图B是增加了SSAO的状态,图C是最终的渲染结果。另外背景的AO Map并不是全部场景都有准备,根据场景效果集中的来准备。岩崎氏提到的[SSAO是一般来说是对"被遮蔽了多少"在1帧中进行30次的检索,这次是大胆的在一帧中检索1次就停止了,没有1帧中完成,而是在把多帧的结果整合在一起来使用,所以采样负荷也变成了以前的1/30](译注:在当前帧利用之前帧的结果也是最近的技术趋势,除了SSAO和前面提到的间接照明外,Shadow,Anti-Aliasing,Motion Blur也都可以使用类似的Temporal的方法来实现负荷的降低,后面的KANSAI CEDEC会有详细的涉及)。可以说是取得了提升品质的同时以很快处理速度的实现。

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阴影的表现

本作是实时的生成阴影,没有采用经常使用的[准备生成阴影的低多边形模型来降低计算负荷的方法],因为如果用角色模型直接投影的话,就能得到指尖等高精细的影子。过场动画里Shadowmap分辨率的提升,达到了更高品质的影像。还有,围着篝火的过场动画里,使用了从篝火的光源生成放射状阴影[全方位Shadow],在真机工具里来设定(图D)。岩崎氏[是偶尔想起的实验性的技术,为成为实用的处理负荷进行最优化来加入]。尽管如此处理负荷也绝对不低,在限定的使用场景和生成范围内来使用。

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突出存在感的特效表现

本作中,以幻想的世界观必备的魔法为首,剑的轨迹和降雪等特效被细致的调整了。

通过点光源的追加实现魔法的反射

本作的特效的大的变更点是,在魔法特效中点光源的追加实现。图A是关闭点光源,图B是打开的状况。还有一部分特效加入了前述的[全方位Shadow],放射状的表现出了火焰和闪电的魔法吟唱时,从特效中心向周围物体对象的阴影,取得了很好的效果。[最初是设定了非常广阔范围来生成因为,因为负荷非常高限制在了实用的范围](岩崎氏)。看到了实际的广阔范围设定的状况,火魔法的飞行对应周围的阴影从背后绕过的样子确实让人印象深刻。[绘制负荷和基于屏幕空间的界限,这部分提出了今后的改善策略。]山ロ氏说到。

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其他的特效表现

PSP版时绘制放射状飞散的线是用[line Particle的机能]来实现的(图A)。变成HD的话像素点的感觉变得很显眼,通过同时支持品质和速度的Temporal Anti Aliasing方法的实现加入了AntiAliasing。使画面变得融合(图B)。还有,天气气候方面PSP版的对于画面比例的意义雪的是巨大的颗粒(图C 左),HD版是系统上进行[Texture的高分辨率化],[颗粒的大小,数量,浓度],[雾的浓度]等参数的调整(图C 右)。除此之外,剑的残像轨迹的分割数增加和平滑的扩展,角色成为异常状态时的特殊效果的强化等各种场景的加入,感到了员工们对细节的执着。

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HEXADRIVE视觉篇 KANSAI CEDEC 2015分享

原版日文链接:

http://hexadrive.jp/hexablog/%e3%81%84%e3%81%84%e3%83%a2%e3%83%8e%e3%81%a5%e3%81%8f%e3%82%8a%e9%81%93/5510/

http://hexadrive.jp/hexablog/%e3%81%84%e3%81%84%e3%83%a2%e3%83%8e%e3%81%a5%e3%81%8f%e3%82%8a%e9%81%93/5467/

CEDEC上完整版的日文ppt在这里下载

http://hexadrive.jp/lab/case/1573/

高分辨率化所有的Texture

各个部分使用的Texture全部高分辨率化。找到了减色前的原始数据,还有关于UI的Texture用原始数据做高分辨率化噪音会变的很明显,因为会引发印象产生变化的意图以外的事情,使用路径(Path)工具重新的漂亮绘制。

那么,各部分是怎么对应工作的?

■ ■ ■ UI ■ ■ ■

图标设计修改

关于图标,PSP使用的是16x16大小的Texture。

把这个HD化而直接高分辨率化,像素的粗糙会很明显。

难得的分辨率无法有效的利用。

一边确认原来的Texture,一边表现这样的效果的设计重新开始了。

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全部 图标都更容易分辨的重新制作了

布局的修正

HD化时把PSP的画面直接做成大画面平衡学会变化。

就需要重新调整布局

SQUARE ENIX方面的监制,也进行了布局的调整

通过这个,大画面也很好的平衡,并且易懂和流畅。

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通过线性化调整颜色风格的差异

这次的HDR化,程序方面加入了sRGB补正。

游戏里的Texture做线性化处理,PSP的混合值就这么使用会引起Alpha Blend值的变化,比原本的Texture更亮的显示,也可以看到颜色风格的变化。

这个要设计师一个个的确认,调整。

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左边是直接线性化的,右边是设计师修正的

■ ■ ■ 3D ■ ■ ■

Albedo以外的Texutre也使用

是面向次世代机移植的,Normal Map和Roughness等等得以实现

而且,可以在Maya上确认每个Texture

因为可以在DDC上在向游戏输出前确认资源的完备,可以顺利的进行工作

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一部分角色的高多边形化,调整Texture

本次的HDR化是玩家角色外没有处理,预定直接使用PSP的数据

这部分角色也是大家都知道那样的漂亮

玩家角色可以真正真实的帅气和可爱重新制作。

但是,真的只这样就可以了么

至少主要人物,可以做的更好的部分时间允许就尽量做漂亮

以这个想法为基础没有预定修改的NPC们,整体增加了多边形,手动的替换了高多边形,玩家角色使用的Texture的一部分在决定期间以尽量提高品质为目标。

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RTS角色的比例调整

PSP里不会在意,大屏幕看的化人物同伴的大小有违和感

这部分这次HDR化也调整了。

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世界地图的森林更像森林

背景也基本上直接用PSP的数据。

但是,直接这样就 太可惜了,可以表现出美丽的环境,一边纠结这样的地方一边做的更漂亮

里面也有PSP的容量内最大限度表现的世界地图的森林

作为HD化不能作出更像森林的效果么? 在验证的同时进行调整。

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■ ■ ■ 特效 ■ ■ ■

Texture高分辨率的同时更加豪华

不仅仅Texture的高分辨率化,粒子数量也增加了

还有特效使用的多边形模型也实施了高多边形化,成为了更丰富的表现

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通过Soft Particle的设定,制作更自然的印象

特效插入到背景等多边形模型的部分,加入了适当的处理。

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通过追加点光源,更有演出的特效

在发光特效加入自身光源的处理。

通过这个,[发出的火焰球照亮了周围],加入了PSP没有的表现。

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