【技术美术】千人千面如何炼成 技术讲解捏脸系统设计原理

学习自 http://games.sina.com.cn/o/z/wuxia/2015-10-15/fxivsch3599438-p5.shtml

1. 技术讲解捏脸系统设计原理 天刀脸模型的风格定位

关于[天刀独有的捏脸系统]先由静与动的结合展开介绍一共有5个部分。

静：天刀脸模型的风格定位与制作。

动：由骨骼驱动的捏脸以及表情动画的表现。

包装与完善捏脸系统：我们想给玩家带来一些有乐趣的功能展示。

疑难杂症：开发的过程中所遇到的困难点是如何解决的。

不断优化-希望做的更好：我们希望在未来的时间里解决以及优化的一些问题。

天涯明月刀脸部的风格定位：天刀在角色主体风格确定为亚洲武侠风格。尤其面对 90 后 00 后宅男腐女扎堆的时代，他们有着古风与现代审美的双重标准，所以我在制作上要保留古代的元素同时也要融入现代元素，因此我们针对目标用户群对美颜做出以下几种定义：

白色：

在某种定义上象征着温柔、干净、美丽，富有、以及社会地位的象征。

另外肤若凝脂的特征也是中国古代美女的主要标准之一。包括现在的美容产品，没有美白两个字来包装是很难卖得出去的。

V型脸：

随着社会的发展，国人的生活水平的提高对于脸型的审美也再转变，由传统的国字脸转变为以瘦为美的 V 型脸。

另外 90 后 00 后受“日漫”“韩剧”的影响较多，V 型脸成为了他们判断美丑的标准之一。

古风与欧化的结合：

随潮流影响现代人的审美观逐渐开始欧化，深邃的面孔和立体五官也是判断美丑的标准。

在制作上将欧洲人的立体感融入了东方人柔美典雅的五官气质。

比如保留了亚洲的小脸轮廓，圆润的骨骼结构和小而丰满的嘴同时融入了欧洲人挺拔的鼻梁，比较大的眼睛，深眼窝这一些特征。

这些特征也是天刀脸在制作时的必要元素。

2. 技术讲解捏脸系统设计原理 大众脸型的构造

大众脸型的定义：可被玩家广度接受的脸部，也是天刀基础脸的风格定位，漂亮的大众脸是我们的前期目标。

那么大众脸我们怎么来定义，我们总结下来有三点：

1。先保证美型
2。脸部无明显结构感。
3。五官特点不鲜明。

但我们在做定位的时候发现美型的脸相互之间很难拉开较大差距，这也是做大众脸型的弊端，但这样的做法也减少玩家对脸的争议，在角色美型定位初期，比较容易在玩家心目中形成天刀脸的风格定位。

根据这4个方向我们在五官的塑造上是如何应用的我接下来讲一下。

一张人物照片，无论衣着多么华丽，人的脸始终是我们观察时间最久的，而在人脸上，我们的观察更多的又会集中在眼部周围。

眼睛可以表达情感，瞳孔的变化也与人的思想情绪关系密切。

另外在视觉上讲眼部位置也在黄静分割线比较集中的地方。

所以我们愿意观察眼部也是有一定的科学依据的。

眉毛与眼静的间距近意味着眉弓骨与眼睛的距离近，进而会加深眉骨投射到眼窝的阴影，同时视觉上加强了眼窝的深度。男性间距近给人阳刚，犀利的感觉，女性看上去会更俊俏，更有气质，从视觉上也加强了眼睛的轮廓。这也是审美欧化的一种表现。

卧蚕在眼部的作用是通过增加阴影面积从视觉上丰富眼部内容，同时也增大眼部视觉面积。女性有卧蚕呢脸部看上去比较甜，会更有异性缘。男性则看上去更有魅力。

3. 技术讲解捏脸系统设计原理 五官模型制作要点

眉毛在古代审美比较有代表性的是柳叶弯眉，随着时代的变迁现代女性更崇尚独立自主，自尊自力，在妆容上也在改变。到今天最近流行的粗眉让现代女性更加有神采，硬朗，自信的特点。因此这些新的流行元素我们也放入了武侠游戏里。这样更贴合现代人的审美趋势。

修长的眉毛和靠前的鬓角发髻线，会加大眼部占据脸部的面积，从视觉上使人的脸型变瘦变窄。可使面部看上去更加精致。大家可以先看一下图片的对比，可以明显看出右图眼部的看上去更整体紧密，更凸显眼部的轮廓，在视觉上脸型也会小些。

头部的立体感取决于下颚骨的形状，也是塑造完美脸型的方法。

在制作中我们搜索了很多 V 型脸的图片寻找出大概的角度和范围，通过这个范围值来塑造不同的 V 型效果。

另外下颚骨与脖子的衔接要收紧，这样可使下颚骨所呈现出来的阴影来凸显 V 型脸的轮廓。

鼻子：在五官中的也相当的重要，长度是脸长的1/3。不同的鼻子形状也影响人的性格与气质。而且男性与女性鼻子的处理上也有不同。男性和女性除了共同有欧化的高鼻梁外，女人鼻梁的线条比较柔和，鼻尖有点翘。而男人鼻梁要相对高挺英朗，显得刚毅有男子气。

嘴型：嘴部依然保留亚洲的小嘴概念，同时可融入一些流行趋势， 比如最近交流的嘴角上扬的微笑嘴。将这些细微的变化放入到游戏里来迎合90.00后的审美。

以上就是我们五官在模型制作上的要点，但通过模型来确定天刀脸的美感是远远不够的，我接下来讲除了精致的模型外还有那些要素可在游戏里看上去更加精美。

4.技术讲解捏脸系统设计原理 皮肤质感及光照效果

写实的皮肤质感是必不可少的。我们在皮肤贴图的处理上采样了真人的皮肤细节并进行手绘的优化处理，同时程序为皮肤开发的 3S 材质球，这样可使角色在游戏世界里皮肤质感看上去更加逼真。

眼球的制作是我们的着重点，眼睛可以使角色更有神韵，为此我们为眼睛增加了一张贴图来提高它的精致表现。我们观察真实的眼球并不是一个平滑的球体，我们通过法线效果来处理眼球不同层次的变化。同时我们加强了瞳孔和眼白的不同层次的高光效果，让它的细节表现上看上去更为丰富。

角色灯光的处理，大家可以看一下这张图，这是同一张脸，左边脸由正面光照的照射下看上去很阳光。右边脸在顶光源的照射下就更显颓废，所以不同的光照方向也决定了脸的性格和美观。

但在网游世界里我们没办法像做电影一样根据不同的镜头来处理不同的光源效果。

为了确保角色在游戏世界里再不同时段光照下保持美观，我们除了角色的常规光照外，开发了绑定在摄像机上的灯光可使角色在任何角度下都会有个正面的光源。这就是 Cameralighting（摄像机光照）

增加了 CameraLighting 之后角色在引擎里受两个方向光的影响，角色在阴影外主要外受太阳光的影响，角色在阴影下主要受摄像机灯光的影响。

但我们在制作中发现在阴影下 CameraLighting 起到主导作用的话会使角色缺乏立体感。

因此我们削弱了 CameraLighting 的光照强度并加强了天光和散射光照的表现使角色在不同的环境下呈现出体感与美感。

5.技术讲解捏脸系统设计原理 骨骼的驱动

这一章节主要讲由骨骼驱动的捏脸以及表情动画的表现。我们先了解一下骨骼的驱动。

捏脸在前期的预研时，我们在两种的捏脸方式上做出了选择。

一是用 Blendshape（融合变形）。
二就是用骨骼驱动。

融合变形

优点：可以控制的非常细微捏脸变化。

缺点：Blendshape 在捏脸制作上工作量非常大，我想把一个结构捏的多么细微就要制作多少张脸，这个细微度和工作量是成正比的。这样会导致后期修改不方便，更重要的是性能消耗非常大。另外跟我们第三方动画软件不兼容。

骨骼驱动

优点：制作量比较少，性能消耗相对少些，和现有动画系统兼容，另外捏脸骨骼和动画骨骼是同一套骨骼，就通过 MorphemeConnect 动画软件跟面部骨骼做了融合。当你捏出来任何形状的脸都可以套用同一个动画，这样也减少很大的工作量。

缺点：权重分配受限较多，捏练的细致程度有限。

我们采用骨骼捏脸后，对骨骼也重新进行了一次调整。我们再三测时还没有捏脸系统，在脸部骨骼的架构上只满足的动画的表现，比如 LOOK AT 眼球的跟随，表情动画等。这次采用了骨骼捏脸后我们延续了动画所需要的眼部骨骼和嘴部骨骼并增加捏脸所需的必要骨骼，最终达到 48 根骨骼的结果。这样的做法满足了骨骼捏脸的同时也满足了动画表现。

关于表情动画与捏脸的匹配

首先我们再 MAX 里创造了，由三测积累下来的表情动画并优化提炼出了 4 种表情，喜，怒，哀，惊。

然后我们观察了真实人脸表情的肌肉的动态变化，打算使我们的角色在播放表情时也呈现出动态的肌肉结构，因此我们通过软件在原有的结构法线贴图的基础上绘制了表情法线贴图。

资源做完后我们使用动画软件跟二套表情法线进行融合，当动画播放某个表情的动画时， 表情法线和本身模型的法线进行了叠加，表情法线会设置 0 到 100 的透明度，动画软件会触发这个表情的动画事件，随着模型的变形，表情法线会根据动画时间线进行不同强度的融合。大家可以看一下视频。

6.技术讲解捏脸系统设计原理 如何通过骨骼进行捏脸

骨骼捏脸确定后，以及表情动画新骨骼的完美匹配，那么我们如何通过骨骼在游戏里进行捏脸，下面分享一下。

为了贴近 Blendshape 捏脸的细微程度，我们尽可能的发挥了骨骼的优势，增加了位移以外的旋转和缩放功能，这样单项参数达到了 200 多项用来满足捏脸区域的不同形变。

我们在捏脸的操作方式上采用了两种方式。1个是可视化操作，1个是滑条式操作。

可视化操作：可让玩家更直观的调节所捏区域。这样的体验对中国玩家来说是新鲜也是非常直观的，这也是我们天刀捏脸比较大的一个特点。

在操作上可先在脸部点选你所要捏的部位，然后可以通过快捷键 Q，W，E（位移，缩放，旋转）的轴向在脸上直接进行调节。

滑条式操作：第二种是给玩家保留传统的操作习惯，提供选择骨骼可推动的滑条方式。玩家可将鼠标移动到 Ui 的塑型区域，在区域栏里可选择你所要捏的部位，再通过你选择的轴向进行捏脸。

这样的两种操作方式的结合可让玩家在捏脸的操作上更加轻松流畅。

7.技术讲解捏脸系统设计原理 如何应用可视化在游戏里操作1

我们先确定骨骼的拾取方式：有三种。

第一种是 镜像拾取

比如我们 48 根骨骼其中为了方便玩家操作有部分骨骼是可镜像的，这样的做法是为了方便玩家对捏脸的可控性，比如说我向外移动右边的鼻翼，左边的鼻翼也会进行镜像的位移。这样就减少玩家的操作步骤同时不会导致调成不对称的情况。

第二种 可单项拾取也可以整体拾取

比如说嘴部共有 8 根骨骼可以进行单独的塑形。当有些玩家想把嘴部整体进行位移时呢，我们就增加了 8 根骨骼可同时操作的选择点。这样就不需要玩家对 8 根骨骼的进行单项的位移了。

我们确定骨骼拾取方式确认后呢，我们将他做成可视化。　　

我们通过像素拾取的方法来实现鼠标在脸上骨骼的选取，先给每个骨骼所映射的部位设置一个ID，并根据每根骨骼的权重范围绘制一张带通道 mask 图。

每个骨骼的 ID 都有一个固定的数值，反映在贴图的通道上就是不同的灰度值，可看一下这张 MASK 图，颜色不同代表拾取区域的不同，这样鼠标就可识别你选取骨骼的区域。

这是我们开发阶段的骨骼映射的表。左边是骨骼名称，中间是 ID，最右面就是通道的灰度值

然后我们将这张 MASK 图映射再脸部的 UV 上。然后测试拾取区域的权重范围

是否跟 MASK 图相匹配。当拾取区域的准确性确定后，我们需要一个好的包装。

这个好的包装就是显示区域。我们将这张 MASK 图分为两个通道，红通道就是刚刚讲拾取区域，蓝通道为显示区域。红色通道是判断鼠标拾取的一个范围不会显示出来，蓝色通道就是红色通道的显示效果的表现，蓝色通道的 MASK 图的大小要小于或者等于红色通道，不然无法绘制出来。

8.技术讲解捏脸系统设计原理 如何应用可视化在游戏里操作2

当我们的显示区域映射在脸上后，发现我们在做捏脸时，脸上的网格会一直存在的，这影响着观察效果同时无法分辨所捏区域是否被拾取。

因此我们增加了点击显示、不点击并隐藏的功能。但会造成另外一个问题，当隐藏时玩家无法判断哪些区域可以进行捏脸。

于是就出现了动感光波。我们通过一张 MASK 图实现的光波效果，就是左上角的光圈。程序设置了 MASK 图可跟随鼠标进行移动。让这张图映射在脸上的 UV 坐标上。每 1 秒都会在脸部扩散一次。这样就通过光波的渐隐显示来提示玩家显示区域同时也可以减少对捏脸的观察影响。

9.技术讲解捏脸系统设计原理 妆容的制作

包装与完善的捏脸系统，这是在创角景里除了捏脸功能外给玩家带来乐趣的一些功能展示。

这次的版本我们提供了非常多的妆容资源。针对这些妆容部分我把比较有特点的功能逐一讲一下。

我们的眼球可以有多种样式的替换，我们将眼球的 diffusemap 增加了瞳孔的通道，并增加了不同样式的瞳孔贴图来进行眼球的替换。

除此之外还可以调节眼球的大小。我们在制作眼球的大小时，是通过程序挤压 UV 来计算的，可以看一下眼球的 UV 贴图，里圈和外圈代表着瞳孔最小和瞳孔最大的范围，我们在做的时候瞳孔贴图时要注意的有 3 点

1。必须是正圆
2。瞳孔贴图保证在 UV 的里圈和外圈中间
3。瞳孔贴图正中和 UV 正中要重合。这样在积压 UV 时不会造成变形。

在贴花（纹身）制作上，我们根据设计效果使用 NormalMap，SpecularMap 来使贴花呈现出更好的的立体感。

老化项，我们同样制作了衰老皮肤的二套法线，并提供了 0-100 的渐变功能可使角色面部，变化出不同的年龄层次，再加上捏脸功能可以让角色变的更加丰富。

为了让玩家更方便的挑选自己的捏脸成果，我们增加了捏脸储备功能。提供 5 套自定义方案，供玩家保存和读取。玩家也可以跟其他玩家进行交互。

在这次的版本里，我们将游戏里的灯光系统调入了创角景，并设置了 5 种游戏中的常规光照，可帮助玩家直观了解在游戏里你捏出的人物不同光照下的美术效果。

装预览功能可以辅助玩家判定捏完的脸在不同衣着风格下的呈现。确保脸部的百搭性。

10.技术讲解捏脸系统设计原理 制作中遇到的问题

捏脸功能开发后由于要可捏下颚骨的需求，而将 3 测脸下颚靠近脖子的分帕线位移到脖子中间的位置，原本不那么让人注意到的接缝变的引人注目了。

我们经过多种尝试，发现法线贴图是垂直计算的，XY 轴的走向，有倾斜就会有缝，当我们打开了 MAX 模型时就发现头部的 UV 与身体的 UV 是相互倾斜的，

因此我们对齐接缝顶点的 UV 尝试应该能缓解法线的接缝问题。

最后我们将模型导入游戏里，在多种环境的验证下，我们的接缝问题完美解决了。

我们在制作 MASK 显示的时候呢也尝试了很多种不同的风格，第一种是想实现水墨风的笔触感，第二种是想贴近 UI 表现的简约古风设计。第三种就是我们现在应用到的这个效果。为什么我们会选择第三种的网格效果呢，我们根据作为美术的经验来考虑玩家的一个捏脸感受。因为我们很早在做 MAX 模型的时候对线框的显示最为熟悉，线框可帮助我们衡量位移模型的距离，可以准确的制作模型的形体。这样良好的操作模式也想带给玩家。也加强了玩家对捏脸形体的可控性。

在这次版本的眼睛优化时，我们发现眼球与眼皮的融合处理的很生硬，想找程序增加眼部的阴影，但通过程序去真实计算的话这么细微的阴影性能上消耗太大了，而且性价比不高。

我们想了个办法解决了这个问题。在眼球外部增加了一个模型，这个模型起到了两个作用。第一个作用是增加眼皮对眼球造成的阴影。另一个作用是增加了泪腺，以及眼球与下眼袋湿润度衔接的表现。通过模型和贴图就完美的解决了。

多张法线贴图叠加怎样优化了游戏的性能消耗的一个问题，一开始我们这 4 张图是独立的 1024。对性能太消耗了。因此把这 4 张融合到一张上就是上面这张图。

我们把贴图进行裁切，把 4 张表情影响范围的局部贴图拼合成一张，将没有影响变化的区域才剪掉，变成 1 张 1024 的贴图。再通过程序参数区分配置来进行合理的显示。可使美术与性能的消耗达到双平衡。

11.技术讲解捏脸系统设计原理 未来想解决的问题

我们在制作捏脸时走了一些弯路，在开发中有段时间停滞不前，局限在捏脸时面部位骨头的位置摆放是否能更好的呈现出这个捏脸效果。随着时间越来越紧迫。我们也急需想找到突破口，后来我们的制作人 Ethan 提醒了我们，玩家所的关注热点是什么，我们当时确实是忽略了这个问题。随后了解市面上的同类产品对比了我们的优势，我们将二套法线配合的表情动画任务提前开发制作了，这样骨骼首先符合脸部合理的肌肉运动同时骨骼所捏脸的范围区域也就确定了。随后我们放出了一张有法线贴图的捏脸表情截图。虽然那时的制作质量不是特别的高，但玩家的热度一下子就上去了，也给了我们一定的信心。接下来的在其他功能的开发上也越来越顺利。所以当我们遇到开发瓶颈，要主动分析了解自己的产品优势，把产品优势最大化，提高玩家乐趣同时也给自己信心。

我们希望在未来需要解决的一些问题

在下个版本我们会增加贴花的位移。加强玩家在脸部贴花的自由度的体验。

由于性能关系捏脸效果还有些瑕疵，骨骼极限拉扯会带来模型棱角的问题，我们想在下个版本通过增加面数来或者是优化一下面部的布线来缓解这个问题。

另外我们想加强眉毛与胡子的表现，就是体积感。想把贴图转变成模型，除了更精致的表现外，也可以增加大胡子这种类型的样式。

先稳定在发展战略，我们将下个版本增加比较有特点的面孔，更多差异性的脸可满足更多人的喜好。简单说一下这两张脸和我们大众基础脸有哪些不同。

男：较宽的下颚骨，单眼皮，下倾斜酷酷的嘴角，突出的颧骨，相比目前游戏中大量的美少年脸型，这种沉稳的中年男会赢得另一类玩家的喜欢。

女：同样是单眼皮，有些中性，五官相对骨感。这种气质上的感觉与目前游戏内大多数柔美型拉开了差距。

这就是我们想要增加的两种类型。

那么有人会问你们这么强大的捏脸系统怎么还会需要更多的基础脸呢？我下面来讲解一下。

玩家特别热衷于捏明星脸来表示你们捏脸的功能是否强大，目前我们的捏脸系统可以达到神似如果说完全写实那确实是个挑战。

但明星由哪些特点来决定你捏出来的像不像呢？我先说一下明星的特征，明星经过包装有他自己的定位，就比如 MJ 他的定位大家可以一下子联想到，白皮肤，一根弯曲的刘海，礼帽，大眼睛，翘鼻子，方下巴。可以看出除了脸部特征外能呢，着装和发型也是明星的特征之一。

但对我们古风游戏来讲呢？我们无法满足现代着装和发型的这个需求。那么对捏脸的要求会变的非常高。

因此我们分析了人脸特征，人脸的特征除了五官比例和五官形状外皮肤细微的颜色变化，肌肉的表皮结构都决定了每个人脸的特点。

我们目前的规格限制只可以改变脸部的五官比例和形状，比如我可以让鼻子短一点，长一点。可以让杏仁眼变成三角眼。但我们无法解决的是单眼皮变双眼皮，这就是刚刚说到的表皮结构。所以这就是我们为什么要增加了多种差异性的脸。

那么我们如何通过捏脸系统来解决这个问题呢？大胆设想一下通过之前已有的技术二套法线进行替换的方法，然后做 5 张法线贴图。这五张分别是眼皮，鼻头，嘴巴，颧骨，下颚，这几个比较重要的五官部位，通过程序的对 UV 参数区分配置可使一张贴图可制作这个五官的不同形态。就比方说眼皮贴图，里面可包含单眼皮，双眼皮，内双，多层眼皮，等不同的形态。

这样我们有了可控制五官比例的外形本身的捏脸系统再加上通过二套法线叠加出来的不同的表皮结构变化这个功能，就可实现更加逼真的捏脸效果。