合金裝備5的制作過程特輯

合金裝備是日本konami公司制作的當紅制作。贏得了無數(shù)大獎的作品。也是造就了小島秀夫這位大師級制作人。

合金裝備5的渲染效果是非常真實的。也是當前渲染效果最好的游戲作品之一。一起來看看他們是怎么把實時渲染做到這么好的。

在【合金裝備4（Metal Gear Solid IV）】7年后，序章作品【合金裝備5 ：原爆點 （Metal Gear Solid V: Ground Zeroes）】1年半后，合金裝備（MGS）系列的最新作【合金裝備5 幻痛（METAL GEAR SOLID V: THE PHANTOM PAIN）】發(fā)售了。游戲上做最新的挑戰(zhàn)，一直走在這個時代的游戲圖形最前端的開發(fā)團隊，在本作中是以什么為目標，為了這個目標加入了何種技術，本特集中對此做詳細的介紹。

本特輯目錄：

概述 OVERVIEW

以“新世代和合金裝備”為目標的游戲

核心技術 KEY TECHNOLOGY

① 基于物理渲染和線性工作流程

② 3D 圖像捕捉

制作 MAKING

① 背景和光照 （BACKGROUND & LIGHTING）

② 機械和武器（MECHA & WEAPON）

③ 角色（CHARACTER）

④ 運動（MOTION）

⑤ 特效和模擬（EFFECT & SIMULATION）

⑥ 演示（DEMO）

以“新世代的合金裝備”為目標的游戲

本作作為MSG系列正式使用內置的游戲引擎FOX ENGINE開發(fā)而引發(fā)話題。

在具體的技術解說前，先接觸一下本作的開發(fā)概念和作為技術基礎的FOX ENGINE的概要。

被提出的概念與實現(xiàn)這些的FOX ENGINE

  作為合金裝備系列最新作的【合金裝備5：幻痛】，本作有著新世代合金裝備的美譽，廣闊的開發(fā)世界為核心的非常高自由度的高級戰(zhàn)略成為有趣的內容。本作的特征還有，被作為開發(fā)組負責的任務【開放世界】，【時間&天候變化】，【照片真實】，【多平臺對應】，一個個的難度都非常高。為了實現(xiàn)這些任務，新世代的游戲引擎 FOX ENGINE被開發(fā)了。

“通過以前方法的保留，技術的基礎提升，來實現(xiàn)更高度的游戲事業(yè)，因為這樣考慮而開始FOX ENGINE的開發(fā)”。通過引進歐美的開發(fā)風格來提高開發(fā)效率，更短的迭代來增加游戲的樂趣。成為了合金裝備5的開發(fā)概念，以及引擎的設計思想的根基。

  關于之前舉例的任務是如何達成的，在本特輯詳細介紹前，我想先稍微接觸一些。首先是【開放世界】，沒有盡頭的廣闊地域的制作，是通過FOX ENGINE實現(xiàn)的Level Editor來制作地形，配置資源實現(xiàn)高效化，為了無縫地圖的讀取，實現(xiàn)了自己的內存管理系統(tǒng)。

  【時間&天候變化】必須要有真實時間的光照，導入了基于物理渲染（PBR）和線性工作流，實現(xiàn)了在各種光照環(huán)境下也可以毫無破綻的畫面繪制。還有PBR的導入方面，減少資源（Asset）制作的Try&Error的意義也很大。然后【照片真實】的資源，在實現(xiàn)極為真實的角色造型方面，3D掃描技術有很大的貢獻，為了模型和人物全方位同時攝影，在公司內部搭設了器材環(huán)境。

  還有，本作強調了【多平臺的對應】，PS4/PS3/Xbox One/Xbox 360/PC 的5個平臺同時發(fā)售。開發(fā)上是基于舊世代的機器來推進，今世代機硬件規(guī)格有余力的話就追加更豐富的表現(xiàn)。玩法（GamePlay）方面是以PS3和PS4不能有差別為前提的。

FOX ENGINE的開發(fā)概念

FOX ENGINE是以“把合金裝備5最想要的內容用最優(yōu)的方式來實現(xiàn)”為基礎的，選擇最適合的技術來實現(xiàn)。而功能通過是以模塊為單位來取舍選擇的同時，對應5個平臺做發(fā)布的。還有，并不是集成開發(fā)環(huán)境的引擎，成為了DCC工具和中間鍵也要并用的資源制作流程�！安⒉皇鞘裁炊家�用引擎來做，而是開發(fā)上最好的方式來做”的兩種流程為方針，例如構筑在Maya和Softimage上設定格子的材質預覽環(huán)境，以及可以一鍵在引擎Runtime上預覽。

其中，因為和游戲平衡直接相關的配置數(shù)據(jù)不能根據(jù)硬件變化，最后如何加入到舊世代機種版很費勁，要以1KB的極限等級來調整。

本作是開放世界的規(guī)模很大的游戲可能會覺得是把世界切成很多塊來做的，但絕對不是這樣，而是把資源極端的最優(yōu)化，構筑出有驚人細節(jié)的世界。正因為是自制的引擎，可以說是在負責的最大限度盡力調整出可能表現(xiàn)的高品質。“謀求以往游戲都沒有的最優(yōu)化”從CG藝術指導哪里聽到的出極為眾的最優(yōu)化的信息。這里雖然遺憾并不能全部介紹，不過的確是一條與眾不同的道路。 “用PS4制作的開放世界，而且可以1080p/60fp來運行，真的是非常的自豪。另外PS3和Xbox 360方面也積累了很多的最優(yōu)化，也作出了可以滿足的表現(xiàn)效果”。各個讀者，希望可以滿意本篇特輯的同時，去玩一下合金裝備5這款游戲，直接的接觸下細致描繪的世界。

開放世界

時間&天氣變化

多平臺

照片真實

動態(tài)的處理負荷管理

游戲時遇到很危機情況時（發(fā)現(xiàn)敵人展開槍擊戰(zhàn)的時候），游戲的處理也是很嚴重的。這個情況為了維持FPS保證游戲體驗，實現(xiàn)了在游戲中把處理負荷高的內容按預先指定的優(yōu)先度來動態(tài)的降低繪制品質的結構。這個功能在運行實時，可以顯示各種性能信息和進行調試。圖A是GPU性能顯示功能打開的狀態(tài)。把數(shù)幀的結果的實際數(shù)值一起用圖表實時的來顯示。 圖B是擴大調試顯示部分�；�于這個信息，美術師就可以不超過幀率和內存預算來進行調整了。

這里是FOX ENGINE的技術介紹視頻

基于物理渲染和線性工作流

為了把有時間變化的開發(fā)世界有說服力的描寫，本作必須采用基于物理渲染（PBR）, 這里就是關于FOX ENGINE的PBR系統(tǒng)的概要。

KEY TECH 1

PBR & LINEAR WORKFLOW

成為本作視覺核心的物理正確的渲染

基于物理的渲染（Physically Based Rendering :PBR)，成為了本世代游戲引擎標準的概念。PBR中是物理和數(shù)學的整合性為核心，例如，物體表面的入射光與通過反射的放射光的放射光的能量總和是相等的計算。借此游戲方面的優(yōu)點也很明顯。被太陽的強光照射的物體也好，被人工的弱光照射的物體也好，在相同顏色空間內都可以自然的繪制，實現(xiàn)了有說服力的開放世界的視覺。把通過PBR得到的光照結果，通過適當?shù)奶摂M曝光值控制在顯示器上顯示的基本結構。

本作的游戲引擎FOX ENGINE也全面的采用了這個想法，從美術資源的制作到游戲內視覺的構筑，全部要素都是基于物理正確光照和物理參數(shù)來制作的。為了讓通過這個環(huán)境物體對象可以被正確繪制，物理正確的設定材質，以及線性空間的光照處理為前提的Texture，總之線性空間的Texture也是必須的。在制作這些的時候，本作的開發(fā)組進行了各種經(jīng)驗技術的構筑。

PBR系統(tǒng)的構筑

通過身邊環(huán)境的渲染開始PBR研究

因為游戲引擎是以實時渲染為前提的，構筑PBR系統(tǒng)的幾個部分也需要大膽的近似處理。這里游戲引擎必須要集中自己的方法。本作的開發(fā)團隊參考大體上每天都可以看到的公司會議室，首先通過把這個場景在FOX ENGINE上完整再現(xiàn)來進行PBR系統(tǒng)的構筑。實際的照片（圖A）和引擎上的繪制結果（圖B）的比較，可以看出得到了很高的精度。

擁有正確的物理參數(shù)的材質庫的構筑

以PBR為基礎進行開發(fā)上是技術美術方面成為基礎，把調整后的典型質感的材質匯總成預設庫（圖A）。擁有各種反射參數(shù)的材質，是通過在暗室里把實際的樣品打光來觀察（圖B），再進行制作。各個材質也包含根據(jù)不同的照光角度的質感變化做的調整（圖C）。圖D是攝影素材，圖E是FOX ENGINE的繪制結果。

線性Texture的制作

廢棄了光照影響的“生（Raw）”的素材

PBR的前提是在線性空間進行光照，要得到正確的光照結果，必須要廢棄了光照影響的Texture（圖A）。為了制作，本作的開發(fā)團隊設置了專門的攝影房間（圖B）， 進行各種素材的攝影。攝影時使用了專門的灰度卡（圖C），調整Tone Curve在與相同曝光下的攝影素材相符合，來做成線性素材。凹凸的影響產(chǎn)生陰影的部分是通過手工作業(yè)來去除光的影像（圖E）。

用粗糙度制作質感表現(xiàn)

依賴視線方向的Roughness（粗糙）參數(shù)

成為表現(xiàn)有說服力的豐富多彩材質時的重要參數(shù)的，是表現(xiàn)物質表面微小凹凸的Roughness參數(shù)（圖A）。Roughness是給予直接反射光（Sepcular）的擴散強度影響的參數(shù)，一邊移動光源一邊參考攝影的樣品來決定的。依賴視線方向的微小凹凸的影響的變化，外觀的反射的敏銳變化的現(xiàn)象也作為引擎的Shader功能實現(xiàn)了。

渲染系統(tǒng)的基礎

保證品質和速度的延遲渲染（Deferred Rendering）

延遲渲染是把場景中的每個材質參數(shù)分別輸出到各個Buffer（GBuffer）后，通過后處理的方式進行實際的光照處理（延遲光照），在高速處理大量光源的復雜光照的同時，也必須把使用的參數(shù)節(jié)省到最低限度。圖中是實際引擎使用的一部分參數(shù)的顯示。圖A 渲染結果，圖B Albedo，圖C Specular，圖D Normal，圖E Fresnel

3D Photo Scan

為了利用基于物理的渲染，3D資源用什么程度的真實來制作。這個問題的解答就是3D掃描。在各種方法中，本作品是集中在其中的一種方法里，并徹底的深入研究。

KEY TECH 2

3D PHOTO SCAN

試行錯誤最后得到的最佳的素材制作方法

  本作的開發(fā)團隊，為了確定使用FOX ENGINE的本作的美術工作流，在項目的初期階段開始就討論了3D掃描技術的導入。當時也實驗了激光掃描（Laser Scanner ），因為掃描人物時拍攝物會運動以及數(shù)據(jù)精度低的緣故而放棄了，其他方法也在摸索中，最后到了基于照片的3D掃描技術。

  通過照片生成3D模型的工具在前作合金裝備4（METAL GEAR SOLID 4）的制作中也有一部分使用的經(jīng)驗，那時的校正非常麻煩問題也很多，后面就沒再考慮使用。但是，使用了 Agisoft PhotoScan的新軟件，這些問題都能解決了，感覺“想要的結果可以高速的輸出”。推進來全面的導入了，從靜止物體到人物，通過攝影方法增加可以3D掃描對象的同時，提升了這個的攝影精度。這樣可以把更廣泛的對象用高精度來掃描，同時也可以得到高精度的線性Texture，成功的構筑了同時保證品質和效果的工作流。

使用Agisoft PhotoScan的3D模型制作

寬泛對象精密的3D模型化的解決方案

本作的3D資源制作中，全面使用了基于照片的3D掃描解決方案Agisoft PhotoScan。PhotoScan是基于通過把對象用各個角度攝影的多張圖像（圖A），大體上全自動的生成高精度的點云，并輸出為3D模型（圖B）。特別是石頭等靜止物體的有非常高的效果。并使用Mudbox做了一些細微的調整（圖D）。

使用轉盤進行小物品的攝影和模型化

在使用PhotoScan進行大量的靜止物品攝影時，固定相機和轉盤組合，采用了旋轉對象物體來攝影的方法。例如，游戲里登場的炸彈的3D模型也是使用手工制作的復制品（圖B）來掃描的。這種方式對于金屬物品這種有著復雜反射的物質并不適用，不過對形狀上的正確3D模型化有很大幫助（圖B）。海螺一類的物體也可以正確掃描（圖C），并取得線性Texture（圖D）。

徹底使用PhotoScan的方法

可以沒有時間延遲的進行全方位攝影的攝影室

因為人物在攝影中會有微秒的移動，傳統(tǒng)的一臺相機連輸攝影的方法中精度上會產(chǎn)生抖動。關于這個，開發(fā)團隊改造了會議室，構筑了專門的攝影室（圖A）。立體的配置了37臺單反相機（圖B），通過特別訂購的有線快門鋼絲頂針分配器（圖C）可以進行嚴格的同時攝影。這時為了能讓對拍攝物的光照盡可能的平整（Flat），在房間全部用白色墻壁，8臺閃光燈面向墻壁來配置，通過反射的閃光得到全方向均勻的照明。因為全部相機的快門打開時間是嚴密的配合閃光燈的發(fā)光，制作了特別訂購的閃光燈延遲裝置來使用（圖D）。

人物的全方位攝影

通過前述的方法，在攝影室里可以進行人物的面部以及整體的掃描（圖A）。因為這個方法里是拍攝物體的光照影響被盡力排除的狀態(tài)，而且可以取得排除無意識的運動產(chǎn)生的抖動的照片，可以輸出非常高精度的3D模型。因為攝影室完成后之前攝影的一部分素材也重新拍攝了，到達了整體品質的提升。

使用PhotoScan輸出3D數(shù)據(jù)

相機的攝影結果是通過5臺筆記本傳輸給NAS（網(wǎng)絡存儲器）。在PhotoScan上進行點云，多邊形模型，Albedo Texture的生成（圖A）。這個時候的Albedo Texture在眼睛，鼻子，耳朵的加入部分也稍微包含了一些陰影。這個是有目的的把AO無法表現(xiàn)的細微的Occlusion部分保留下來。還有面部動畫的參考也進行了各種表情的攝影（圖B）。這種3D掃描，不光是模特，公司內的很多員工也動員了采集豐富的變化數(shù)據(jù)（圖C）。

合金裝備5的3D捕捉技術的視頻

背景&光照

MAKING 1

BACKGROUND & LIGHTING

玩家可以投入的沒有不協(xié)調感的世界構筑

  本作的一大魅力，可以說是開放世界中的自由潛入。把廣闊地圖在有限的資源中用高品質沒有暫停的展開，可以想象這里工作的龐大，其中凝聚了無數(shù)的方法�！鞍训貓D分割為128米的正方塊，以玩家為中心的5X5塊為Active的領域。但這光這個表現(xiàn)劇中的舞臺來說寬闊程度完全不夠，全都都認真來繪制會產(chǎn)生過度的Draw Call。 不過因為是以“潛入”為游戲的特色，不需要看清百米外的遠方”技術指導這么說道。

  因此，把模型的信息量分為了3個等級，構筑了對應距離切換等級來繪制的結構。而且，對于游戲時集中的資源（事件發(fā)生的建筑物等），也準備了加載到其他內存的結構，這些因為是有一定的距離所以要調整加載時間�！盀榱丝梢缘玫阶詈玫挠螒蛟O計，在關卡設計和背景設計進行緊密的推敲來進行開發(fā)”負責的員工說到。那么來詳細的看看這些技術。

廣闊的地形模型的制作

使用World Machine的關卡設計

、

地形模型的制作上使用了World Machine（圖A）。在FOX ENGINE上由游戲設計師加上粗略的凹凸，并輸出為Height Map（圖B）。把這個圖在World Machine里讀取，程序化的生成自然形狀（圖C）。把加入細節(jié)的結果（圖E），轉移到Mudbox（圖F），把不符合玩法的部分通過雕刻進行細微調整并提高精度，再次作為Height Map輸出（圖G），讀入到FOX ENGINE。

使用World Texture來降低處理負荷

本作中，把全部場景分割為64張【W(wǎng)orld Texture】來作為Texture來使用。圖A的箭頭符號的位置是玩家站立的情況，周圍320m的黃色的激活區(qū)域使用通常的Tiling Texture，外面的部分，全部是作為World Texture分割的Texture按最近距離的順序進行加載�！耙驗榧せ顓^(qū)域以外的領域是用World Texture使用簡單的Shader來繪制，這樣在消除（Tiling的）重復感的同時也降低了處理的負荷”負責的員工說到。圖B是阿富汗場景分割的狀況。1張Texture的尺寸在PS4/Xbox One中是2048像素的正方形。還有World Texture是在 World Machine中制作Mask圖像之外，還追加了通過手工制作Tiling材質的領域信息（圖C）。

無縫讀取地形的Block系統(tǒng)

地形模型上，為了感覺不到加載，把可以游戲的Block進行分割讀取。Block的構成方面，以玩家的位置為起點，內側開始稱作Small Block（紅色），LOD0 Block（黃色），LOD1 Block （綠色）。藍色的Large Block是故事上重要的場所被任意大小來讀取的領域。最小單位的Small Block是128mx 128m，讀取最精細的模型。讀取輕量1個等級模型的是LOD0 Block ，是Small Block的2x2，4塊加起來大小的尺寸。然后再輕量一個等級是LOD1 Block，是LOD 0 Block 4張的大小。采用了分別把玩家為中心的5x5的25個block讀取，再對應距離從輕量到精細的把模型數(shù)據(jù)不斷的傳遞進去的系統(tǒng)。圖B是遠景用的LOD模型配置的狀況，圖C是LOD 0 Block1部分的模型的粒子，在地圖上配置的背景資源是在每個Block進行合并（Merge），合并數(shù)據(jù)的制作和LOD的變化，是構筑作為本世代機和舊世代機的平臺數(shù)據(jù)，自動生成的結構來對應的。

正確的再現(xiàn)取材風景

為了制作真實的背景，背景組是對作為模型的區(qū)域（非洲和約旦）做了實地的外景拍攝。除了地形之外，還拍攝了作為確認植物生長狀況參考使用（圖A）和Texture使用（圖B）的照片。然后，通過在暗室里進行線性Texture的攝影，使用它制作資源，在輸出到前面介紹的會議室環(huán)境里進行確認后（圖C），按照參考照片的印象進行風景的再現(xiàn)。圖D是參考的照片，圖E是在FOX ENGINE上再現(xiàn)的結果。“關于Specular方面，采用的是簡單的normalized blinn phong模型，稍微改良了normalize來使用。 ”作為PBR的優(yōu)點，只要正確的設定來組成，美術不需要反復調試也可以獲得需要的品質這點值得推薦。另外，果然美術師無論如何想在Texture里繪制陰影和光澤，因為還有繪制的動作，當初成為很可笑外觀的情況也很多，這個部分意識和認識的更新是很辛苦的（負責員工）。

背景資源的工作流

資源制作的流程

制作的背景資源約7000個。首先準備簡單模型，在FOX ENGINE上考慮游戲性來構筑概念地圖（圖A）。用這個來考慮每個資源的必要性以及驗證材質數(shù)量和繪制負荷。確定規(guī)格后進行實際的制作，徹底的把簡易模型替換為完成模型，游戲沒什么問題的話，輪廓也不會有什么變化。外部協(xié)助公司發(fā)外包時，是讓他們確認貼有粗糙Texture的材質數(shù)和Texture的大小的狀態(tài)，圖B的具體的詳細發(fā)包說明書也會貼上，而且使用目的也會明確傳達，來減低浪費。“因為這樣信息（資源的設計）的精度提高了，關于兩種游戲的規(guī)格交換的浪費的也降低了”（CG藝術指導）。圖C是概念模型，圖D是替換成外部協(xié)助公司制作模型的完成狀態(tài)。還有在關卡中配置背景資源時，因為復數(shù)的資源變化（variation）會造成內存壓力，如何用少量的變化高效的作出要求的風景重復的進行了試行錯誤。

Normal Map的Bake工具

Normal Map的Bake方面，參數(shù)的理解方面應該不會使用xNormal，而且會不熟悉的輸出了不同的設定，或是容易出現(xiàn)人為的失誤。因此，準備了定制的Maya TransferMaps功能【foxBakeTool】。圖A中綠色的部分顯示的是Bake的范圍，哪個部分要bake也可以分別用ON/OFF來控制。還有，一開始可以選擇是Geometry Normals和Surface Normals哪個進行Bake（圖B）。即便玩家不熟悉設定也可以做出最佳設定的Bake，作為平坦平面法線值是【127 127 255】還是【128 128 255】在Maya上無法確定的行為，制作了被固定為【127 127 255】的結構。

物體對象圖章工具

在地圖上配置植物等，開始是考慮用程序化結構來對應，但是，因為草和演示的配置信息與游戲體驗和內存使用狀況直接關聯(lián)，切換成了通過手工來配置的方法。這時，因為一個個的來手動配置草非常低效，制作了用圖章來配置物體對象的工具，把草的平衡性好的配置筆刷化，也準備可以按照地形Tiling的形狀來生成的結構來支持工作者。圖A是圖章使用前，圖B是圖章使用后，還有，圖CD是按照Tiling形狀來配置的狀況。草的數(shù)量上，一個Small Block1上是4000~6000根，全部地圖的配置是兩名員工用了2個大概兩個月的時間。

背景制作的各種工具

資源數(shù)據(jù)庫

本作中，全部的資源數(shù)據(jù)都作為數(shù)據(jù)庫登陸，做統(tǒng)一管理。資源信息的查找，閱覽，都可以從資源數(shù)據(jù)庫用拖拽（Drag&Drop）方式在FOX ENGINE上直接配置（圖A）。配置信息和發(fā)生特效，碰撞，Texture的繪制相關的設定（圖B），LOD設定等開發(fā)用的信息也可以管理。這些在 FOX ENGINE的參照可以直接反映在游戲里。背景組之外的全部小組都在使用，可以按用戶單位，小組單位用易懂結構來保存。另外，工作進度是用其他系統(tǒng)來管理的。UI對應日語，英語，法語。

檢查工具

為了維持在包含外部協(xié)助公司的大規(guī)模的資源制作中的品質，開發(fā)和使用了讓檢查流程高效化的工具�！綨ormal Map Analyzer】是，對Normal Map正規(guī)化，Texture的使用效率，法線的傾向比例做檢查，可以高效的檢查出錯誤的Normal Map，提高了整體的品質。圖B是被判斷出沒有正規(guī)化的Normal Map（左邊），把向量數(shù)據(jù)用黑白來表示（右邊）。全部的向量都正確的話，右邊的圖是全黑色的。還有，關于Roughness Map也準備了同樣的檢查工【Roughness Map Analyzer】（圖C），通過設定shader，把不在Roughness （粗糙度）值的范圍內部分像素化，通過低于范圍的用藍色，高于范圍的用紅色來顯示的配置（正確的是黑色），把是否滿足規(guī)格做視覺化。

游戲日志（Play Log）的瀏覽

是把游戲內容的的日志收集視覺化的工具。FOX ENGINE的關卡編輯器把游戲的數(shù)據(jù)存儲，在哪里被敵人發(fā)現(xiàn)了，在哪里騎了馬等等在游戲空間內顯示，可以俯瞰的來閱覽。背景模型制作中工作量變的龐大，通過這個功能的使用，把握用戶通過的路徑，謀求重點位置的品質提升。

時間天候變化的對應

天空的模擬

因為本作對應了24小時的時間變化和天氣變化，天空的表現(xiàn)變得非常重要。對于天空，一般是通過近似米氏散射（Mie scattering）和 瑞利散射（ Rayleigh scattering）的計算來進行渲染的（圖A）。然后，因為和后述的時間變化也要關聯(lián)，地球的自傳，公轉，太陽的位置等也要加入。為了模擬太陽光射入大氣散亂的狀況，要在天空附加顏色的同時，讓光自身進行衰減。為此，白天的太陽光也變得稍微有些黃色，“試行錯誤的最后，基本上忠實于現(xiàn)實世界的被完成了，為了強調傍晚的效果，稍微對紅色做了些調整，美術方面也可以進行微秒的調整”負責光照的員工說到。關于夜晚也是比實際更亮的來進行設定（圖B），這是除了忠實的光照會對游戲體驗產(chǎn)生障礙之外，考慮到與特效的兼顧調整也很難的緣故�！芭c其說在這里造假，不如認為是與在電影攝影中，在黑暗的地方點亮光源，是源于同一種想法的技術手法”。關于天候的變化，一邊用陰天（圖C）和雨（圖D）一同模擬的結果，一邊調整云和太陽光的強度等參數(shù)來作出差別化。晴天時的夜晚可以看到星空，這里也被認真的再現(xiàn)了�！驹诒臼来鷻C中，是把6等星（肉眼可以看到最暗的星）以上的，約5000個星星按照星圖的準確位置進行了描繪】。

環(huán)境參數(shù)的控制

由于時間的變化，為了處理晝夜之間非常大范圍的光量變化，把1天分為14個時區(qū)，保存每個時區(qū)的所有參數(shù)，在通過線性補充的方式按玩家現(xiàn)在的時間值來導入。因為早上和傍晚的變化比較大，分割成了更高的頻率（圖A）。關于時區(qū)和天氣的參數(shù)有200多個，這個包含環(huán)境設定在內是用電子表格來管理的，包含Bloom和Motion Blur等后處理的ON/OFF和標簽（Tag）等最終約1400行（圖B）。圖C是電子表格的列表。可以區(qū)分不同的天氣，分別對它們的數(shù)值進行設定。另外，室內用indoor，森林里用forest等，可以根據(jù)標簽的值的設置來進行管理和切換（圖D）。

光的控制

局部光照（Local Light）

街燈一類的人工光源以及火焰等使用的light Object（圖A），是把流明（lumen）作為光源的強度，色溫（temperature，單位開爾文 Kelvin）作為光源的顏色等，這樣的數(shù)值來進行細節(jié)的控制（圖B）。而且，對于同色溫指定很難制作的顏色，也可以用RGB顏色值直接的編輯器。為了降低舊世代機種上的負荷，使用Texture來對應復雜的配光表現(xiàn)，也有用簡化參數(shù)的方法（圖CD）。為了更高品質的圖形表現(xiàn)需要放置大量的光源，直接導致了畫面負荷的上升。把光源繪制了屏幕多少面積在FOX ENGINE上進行確認（圖EF），讓光照小組基于這個，對特定的使繪制負荷變高的光的影響范圍的重復次數(shù)和陰影，Specular的有無等進行調整，分配了當當多的時間和勞力，來追求處理負荷與品質的平衡。

使用Light Probe制作間接光照表現(xiàn)

環(huán)境（ambient）部分的追加，是通過在地圖上配置了收集這個地點間接光的2次球諧波函數(shù)的Light Probe，再現(xiàn)模擬的光反射（bounce）部分。圖A是直接光與間接光合成的狀態(tài)，圖B是只有直接光，圖C是只有間接光的顯示狀態(tài)。在建筑物和道路上配置自己特有的Probe（圖D）。開放世界的地圖上大部分是自動的進行配置，大一些的村莊等主要的地域是手動配置，Probe之間的重疊情況是通過預覽來調整負荷（圖E）一個地點上，晴天和陰天，以及指定時間的收錄，Bake要30分鐘左右�！爱敵魾ake一個街道要5個小時，進行改進后大約1小時的程度，上千個區(qū)域Block全部重新Bake的話，大概要用3天以上的時間”（負責員工）。另外，區(qū)域光的反射是作為其他成分進行記錄，例如，射擊導致外面的電燈被破壞的情況一類的變化表現(xiàn)。

支持豐富畫面制作的渲染技術

曝光控制的結構

在本作中，屋外，室內等，不同光量的場所要用正確的亮度來渲染，實現(xiàn)了自動曝光的修正功能和控制結構。控制只在光照成分中進行，白色物體是白色，黑的物體看到黑色那樣，謀求曝光的穩(wěn)定。但是，單純的自動控制曝光的話，每個場景都是同樣的亮度，特別是夜間的場景變成好像晴天白天那樣的亮度結果（圖A）。這里是光照組使用被實現(xiàn)的自動曝光的修正功能來設定修正值，表現(xiàn)出了夜間的寂靜的黑暗感（圖B）。室內也是圖B中調整出比圖A更自然的亮度。具體實現(xiàn)上，是把白天，室內，黑夜的特定亮度的強度（EV值），作為3個修正點（圖C）來控制環(huán)境參數(shù)值（圖D），再用自動曝光的修正結果進行渲染。這個修正值，可以通過環(huán)境參數(shù)自由變更。不僅僅是畫面的外觀問題，也有索敵等會左右游戲體驗的要素，感覺是把系列集大成的本作才有的講究。

本時代機才有的后處理

大量的后處理（Post Filter）也是支撐本作豐富圖形的重要要素。圖A是Bloom OFF，圖B是Bloom On的畫面，Bloom把畫面內的高亮度部分做膨脹，處理在對強度和模糊狀況做調整外，同時進行屏幕空間的Lens Flare的處理。這個Lens Flare要和VFX演出的Lens Flare一起，作為其他效果來使用，給予畫面高密度化。圖C是Lens Flare模糊很小的狀態(tài)，圖D是模糊很大的狀態(tài)（C是模擬的再現(xiàn)來確認顏色偏差）。圖E是Bloom部分的Buffer。另外，屏幕空間的局部反射（Screen Space Local Reflection）方面（圖F），除了反射強度，光線追蹤的距離外，通過Roughness限制的設定，一定粗糙度以上無效化來減低處理負荷。為了比以前的景深（DOF）更高度的表現(xiàn)（圖G），通過用相機拍照的那種（相機光圈形狀的）Bokeh表現(xiàn)，實現(xiàn)了照片真實的影像表現(xiàn)。這些后處理也是由光照小組來進行控制。受到【合金裝備5 原爆點】的Steam版本成果的影響，按照小島秀夫監(jiān)督的“無論如何也要在PS4上實現(xiàn)”的意向，進行各種調試實現(xiàn)了。在美術師方面，準備了一邊在表演和繪制負荷間取得平衡，一邊進行取舍選擇的結構。

以更高的品質為目標

演示光照（Demo Lighting）

作為重要地點被插入的演示場景，在分鏡中增加了演出用的光源，進行像電影的表演那樣講究的制作加入。為此，開發(fā)了以幀為單位的進行光源和后處理特效等編輯的Demo Tool（圖A）。可以一邊閱覽演示場景，一邊管理和編輯全部關聯(lián)的參數(shù)，為了游戲到演示的無縫的關聯(lián)而反復進行細心調整。因為制作豐富的畫面處理負荷也會變得過大，在最大限度的發(fā)揮性能的同時，也要從最優(yōu)先的影像演出的效果來考慮，在分鏡和幀的單位上，把繪制功能做成Fade In/Out 一類動畫，用ON/OFF操作。圖BC是對應從相機的自動曝光中得到的EV值，自動的控制光源強度和顏色例子。圖D是SSAO（Screen Space Ambient Occlusion）的處理只在特定的幀中有效的畫面。需要時，也可以在舊世代機種上對這個繪制功能做不選擇有效的調整。

PC版的超高（Extra High）模式

本作不光是家用機版，也提供了PC版，PC版的【Extra High】模式可以體驗游戲最高品質的圖形。但是，影像表現(xiàn)上，舊世代機種版（圖A），今世代機種版（圖B）,PC版（圖C）的數(shù)據(jù)并沒有進行大幅度的變更，而是通過后處理的追加等來強化的。具體的，首先要說的是受影響的光源個數(shù)增減上。PC版本中，遠處的光源也有效，使得陰影，Specular等圖形的密度感提升，替換了陰影貼圖的分辨率，追加更平滑的處理。SSAO方面，PC版本（圖E）也用比家用機版（圖D）更高的精度來繪制，因為也考慮到Normal Map作出了更加立體感的表現(xiàn)。還有，關于云的繪制，相比家用機版（圖F），PC版（圖G）追加了簡單的用Raymarch的方法的云的繪制層。通過這個方法，根據(jù)視察效果更有深度感的天空也可以表現(xiàn)了。

機械&武器

本作是以在廣闊區(qū)域中實現(xiàn)豐富玩法為特種的�？梢試L試各種攻略方法的自由游戲空間的實現(xiàn)上，開發(fā)世界特有的機械設定是必須的

MAKING 2

MECHA& WEAPON

大部分的原創(chuàng)設計 也沒有依靠PhotoScan

  為了確保在實現(xiàn)的走不到盡頭的廣闊游戲區(qū)域中有恰當?shù)挠螒蛐�，作為本作的主人公的移動方法，也有很多的搭乘物，或者是搭乘的兵器加入了。開發(fā)團隊在制作這些時，是從頭開始繪制原創(chuàng)的機械設計的。即便是作為搭乘物的模型真實存在，太大物體的情況用PhotoScan來3D掃描也是很難的。另外，也有要配合本作獨特的世界觀的要求，所以關于機械類從頭到尾都是只通過手工來進行建模的。

  因為武器類的制作處理也是機械制作組特有的任務，讓武器設計優(yōu)秀的員工直接制作粗糙的3D模型，開發(fā)團隊在基于這個做詳細的包裝。并在哪里進行加入制作3D模型的流程。關于大型搭乘兵器中機械特有的運轉部件很多，要有對應動畫數(shù)據(jù)的大尺寸化的措施，果然因為資源限制需要使用的方法也很多。

  這樣制作的開放世界才有的3D資源，在本作成為與過去系列作品完全不同的新的游戲性的擴大上有很大的貢獻。

象征世界觀的搭乘兵器

【D-Walker】的制作過程

本作的游戲場景是由一個個關聯(lián)的廣闊區(qū)域構成在，作為其中的移動和戰(zhàn)斗手段，準備了豐富的機械種類。其中最有代表性的搭載型兵器就是【D-Walker】了，這個是多關節(jié)的2足步行機械，主人公也敵人都可以使用。這個的制作當然PhotoScan一類的3D掃描技術是不能使用的，采用了通過手工從頭開始制作3D模型的方法。在它的設定圖中（圖A），每個部分的細節(jié)和可動部分的動作印象也可以把握，創(chuàng)作出了即為詳細的設計。還有，關節(jié)等武器定制的變種化也是預料到的構造。圖B是D-Walker的CG完成畫面，圖C是真機畫面。

其他的機械和動畫的方法

其他的很多機械也是原創(chuàng)設計

關于車輛和無人機等真實存在的物體對象，也是機械制作組從原創(chuàng)設計開始制作的。圖A是游戲中登場的越野車【APE T-41LV】的設定圖，圖B的在線模式中登場的無人機【UA-DRONE】的設定圖中，加入了尺寸，容易想象運動的詳細設定。圖C是【APE T-41LV】的CG完成畫，圖D是【UA-DRONE】的CG完成畫。

為了動畫數(shù)據(jù)簡略化的【輔助骨骼】

機械制作組在動畫數(shù)據(jù)的節(jié)約策略上使用了【輔助骨骼】技術。輔助骨骼是在原來骨骼構造上另外被設定的節(jié)點，運動它來帶動多個關聯(lián)的骨骼。在 FOX ENGINE中這個是在運行時使用。構成【D-Walker】 的腳部關節(jié)的包含多個汽缸的運動，是用圖A的兩個黃色顯示的輔助骨骼來動作的。還有高壓電擊槍（圖B stun gun）里加入了16根骨骼，實際加上動作的是在舉行內顯示的兩根輔助骨骼。通過這個方法可以大幅消減動畫數(shù)據(jù)。

高自由度的定制武器的實現(xiàn)

從武器概念模型到正式制作

本作的全部武器也是原創(chuàng)設計的，不過一張設定圖也沒有。這些的設計，是由精通武器的功能和構造的員工直接制作3D的草圖模型，基于在組內加入檢討的結果，按順序的進行游戲內模型B~E的制作加入。因為節(jié)省了從設定圖到3D模型制作的工作量，工作時間也大幅的縮短了。雖然也是需要依賴員工的能力，但正是這種大膽的效率化實現(xiàn)了本作豐富多彩的武器部件的制作。

可以無數(shù)種組合的武器定制

因為本作的高自由度是重要主題之一，要保證作為玩家的主要裝備的各種火器的徹底的定制性（圖A）。每個武器是由最大11個部件來構成，以這個細節(jié)作為基礎的有機匣（Receiver），槍管（Barrel ），彈夾（Magazine），槍托（Stock），槍口（Muzzle），槍口部件（Muzzle accessory），光學瞄準鏡（Optical sight），閃光激光瞄準器（Flash laser  sight），底部槍管擴展（Under Barrel 榴彈反射器等）（圖B）。這樣自由度高，更換槍管就可以改變武器種類（圖C）。對其他部位也可以進行換裝，用一個基礎武器也可以變成完全不同的樂趣（圖D）。部件的總數(shù)有300多，這些的組合也是自由的。圖E是實際的定制武器的例子。

成為基礎的定制系統(tǒng)

提升外觀的定制性的【Material ID】和【FOVA】系統(tǒng)

使得定制性更加提高的，是FOX ENGINE特有的渲染功能【Material ID】。這個是在渲染時在專用Buffer里寫入標識材質種類的ID（圖A）。光照時對應符合的部位使用定制Shader，可以靈活的作出不同的質感表現(xiàn)（圖B）。而且，也可以改變材質的Roughness值（圖C），作出厚墊到金屬的豐富質感表現(xiàn)（圖D）。這種質感的數(shù)據(jù)是通過叫做【FOVA】（Form Variation）的自制變化管理系統(tǒng)來匯總，提高了武器的顏色變化功能的靈活性和妥善性（圖E）。

搭乘兵器的定制系統(tǒng)也有實現(xiàn)

本作的象征的搭乘兵器【D-Walker】也是，保證了和攜帶火器一樣廣泛的定制型。不光是武器的換裝（圖A）,手臂自身的交換，以及頭部的更換也是可以的。顏色變化的定制上，可以設定單色，迷彩圖案，金銀的金屬顏色（圖B）。這個變色的結構也是通過FOVA系統(tǒng)來構筑的。

角色

追求照片真實的本作，為了可以跨越人物描寫的"恐怖谷理論"凝聚了各種方法。這不光是高超的技術力，還有令人驚嘆的點子也被使用。

MAKING 3

CHARACTER

通過新工具和擴展已有工具來制作高品質角色模型

  本作是【把寫真的表現(xiàn)作為追求】作為視覺上的很大主題來進行開發(fā)的。把他作為基礎的嘗試有前述的3D照片掃描的人物的使用上，素材真實的高精細越高，作為游戲里模型使用時又沒有相應的方法的話，就會落入到常說的“恐怖谷理論”的恐怖。還有，本作中不光是游戲場景，超長的演示場景也是非常重要的部分，角色大量說出的臺詞，也包含特殊事件。這樣大量的要求，成為了從角色的Setup到渲染上，導入本作自制的制作手法和工作方法的強烈動機。

  其中，作為主要工具使用的，是對綜合了Softimage的Facial Setup Animation Tools的Face Robot進行獨自的擴展，以及服裝設計的專門工具Marvelous Designer的徹底使用，同時開發(fā)了可以更高精度渲染的人物專用shader，這些全都是角色相關的自研方法。因為這些，本作的角色表現(xiàn)，通過技術力和好點子的使用高品質的完成了。

有說服力的人物描寫

高品質的角色表現(xiàn)

本作中的游戲場景和演示場景，都是使用通過PholoScan取得的照片真實的角色3D模型，在制作中，實現(xiàn)了像畫像一樣的3D模型的寫實性的繪制和動畫。

獨自擴展Face Robot的面部動畫（Facial）工作流

開發(fā)團隊在以Face Robot為核心的同時，也準備一定程度自動化Setup的工具。因為游戲模型的Facial的骨骼數(shù)量較少，所以通過盡可能從Face Robot的輸出中取得高精度的數(shù)據(jù)，努力提升模板模型的精度（圖A）。Setup時是基于模板，經(jīng)過把面部Landmarks的fitting（圖B）--> solver的調整（圖C）的完成狀態(tài)（圖D）,通過獨自擴展各個階段可以進行保存和重試。圖E是內部制作的對Rig進行Setup的【Ocelot】。最終在游戲里（圖F）實時的播放。

基于模擬的服裝制作

專門的服裝設計工具【Marvelous Designer】

制作足夠真實的服裝上，成為了角色制作組很大的課題。也有把服裝本身做3D掃描的方案，但并不實際存在的服裝的制作太難而放棄了。直接數(shù)字制作的工具，在服裝界也被使用的【Marveloiis Designer】被選中了。本工具是把紙樣的數(shù)據(jù)，匹配到人物模型上基于服裝模擬來進行制作的（圖A）。不光是布料的衣服，皮手套等等各種素材也可以再現(xiàn)，對本作的衣服和小道具的制作給予了很大的支持。

把模擬的結果Bend Map化

Marvelous Designer里制作的服裝數(shù)據(jù)，可以調整任意的布料褶皺方式，配合素體模型的運動的真實的皺褶方式也是可以的（圖AB）。為了可以在游戲內模型使用這些模擬的結果，在Marvelous Designer上把各個姿勢的結果輸出到Normal Map上，再作為配合游戲模型的骨骼動作的自動適用的Tension Map來使用。通過這個方法通常的狀態(tài)（圖C），彎曲狀態(tài)（圖D）的皺褶都可以真實的再現(xiàn)。

布料模擬在演示場景的使用

Marvelous Designer，是以高精度的布料模擬為核心的。本作的幾個演示場景中，也使用了這個技術再現(xiàn)了真實的衣服運動。制作順序是，由游戲模型來制作碰撞模型（圖A）,著裝后的模擬（圖B）。把得到的動畫對Softimage的Cage模型做復寫（圖C），變換為骨骼動畫來運動游戲模型（圖D），這樣的流程。

人物專用的特殊Shader功能

Skin Shader

本作是面向本世代機種和PC的，實現(xiàn)了用后處理來模擬次表面散射的Screen Space SSS（Subsurface Scattering）Shader，可以表現(xiàn)透明感的肌。無效的狀態(tài)時，皺紋等細小的陰影會很緊的出現(xiàn)，看起來是稍硬的質感。這個效果是對Diffuse光的渲染結果，對Material ID設定為Skin的領域進行處理來實現(xiàn)的（圖C），和無效時（圖D）對比可以看出只有面部肌膚部上產(chǎn)生影響。

Dirty Shader

通過準備的專用Mask Texture與頂點顏色的組合，畫上各種污垢的功能也被實現(xiàn)了。Mask Texture的R通道是血污（圖A），G通道是煤土污（圖B），B通道是水濡（圖C），變更頂點顏色在適用這些Mask，作出了可以實現(xiàn)繪制各種污垢的結構。例如水濡的情況，布料部分的Albedo是暗色，這樣來突出Specular的效果。

Hair Shader

為了再現(xiàn)毛發(fā)特有的靈敏的Specular，頭發(fā)部分實現(xiàn)了專門定制的各向異性反射功能。這個是在頭發(fā)的Texture UV的垂直方向調整Specular使用情況的做法。圖A從左到右來增加適用毒的狀況展示。另外，通過半透明貼圖（Translucent Map）來增減Diffuse的影響范圍實現(xiàn)了簡單的SSS功能，使用背光（back light）來表現(xiàn)頭發(fā)部分的透明（圖B）。

實際上無限的敵兵變化

通過區(qū)域x兵種x部件的組合生成外觀

關于本作敵兵的3D模型，在“遇到過一次就不會再遇到第二次的等級”的要求下。實現(xiàn)了單純計算有10萬種樣式（Pattern），實際上也有1000~2000種樣式作為外觀的變化。以其中的蘇維埃士兵（圖A）舉例的話，各種士兵有步槍兵，機槍兵，榴彈兵，通信兵這樣的基礎兵種，再分別與服裝的組合來作出大量的外觀樣式。這個樣式也會根據(jù)區(qū)域變化，例如建筑物周圍的敵兵（圖B）是做成基于都市迷彩等等與基本變化不同的設定

設定資料的構成

在實現(xiàn)敵兵的【控制的變種化】上，把必要要素系統(tǒng)的進行分割的設定資料被制作了。圖A是初期的資料，就這樣按荒野，溪谷，山岳的各個區(qū)域的傾向來確定服裝的基本設定。在基于這個做成2D設定圖那樣的服裝替換方案（圖B），也要包含對總的樣式數(shù)量和必要素材的數(shù)量，內存大小等的估算來進行系統(tǒng)設計。模型的變化由頭部，上半身，手，下半身，裝飾品，小道具來構成（圖C），再基于設定資料在進行3D模型的制作。

用Mesh Tree組成1個模型

3D模型化的全部換裝樣式，要組成一個游戲模型（圖A）。具體的是，把各個部分中使用的全部樣式的Mesh數(shù)據(jù)，作為敵兵模型的Mesh Tree進行登陸（圖B，圖C）。合適的選擇部件組合的是用前述的【FOVA】,本作中各種各樣的半自動生成系統(tǒng)被使用了。

運動

在開放世界中的自由潛入的實現(xiàn)上，游戲主人公Snake為首的角色動作也擔當了非常重要的作用。來看看在【合金裝備4】的基礎上大幅增加了動作數(shù)量并力圖效率化的這個工程。

Making 4

Motion

通過連接運動的增強來實現(xiàn)流暢的動作

  為了實現(xiàn)本作中玩家自然的動作，提出了以增加運動數(shù)量為目標。前作游戲中玩家運動有1700種，本作最后差不多有2900種。使這么大的數(shù)量可行的是通過效率化來提升工作速度。

  MGS4的基本運動是從急速到走到停止的3種運動。本作的移動是對應步行，慢跑，跑，沖刺的速度制作了4種樣式，被準備來分別對應從急速到移動停止的連接運動。另外因為角色是被設計為正面，45度，90度以及45度倍數(shù)的方向前行的，作出了從移動開始邁步的10個運動， 開始跑的12個運動，以及開始沖刺的12個運動

  而且，效率化的方法上，使用了通過傾向值（Trend）來做運動的混合或疊加，用有限的運動做出了高品質的動作。另外，還有實時的修正運動在游戲里播放的功能，以及程序化Rig等功能的附加，也和性能提升緊密相關。那么來看看每個的詳細信息。

運動的基本設定

主人公Snake的運動擴展

【合金裝備4】中的基本運動是一直持著武器的這樣移動，在本作中，武器的變化也大幅度增加了，基本移動變成了空手的。主人公Snake方面，有站立，下蹲，匍匐，仰起的姿勢變化，同一姿勢端著武器移動也成為可能。圖A~圖C，是站立，下蹲，匍匐姿勢的比較。圖D是登上1.5米的臺子時，通過進入角度來展示運動的差別的畫像。除了正面，也準備了90度進入運動，表現(xiàn)出了自然的動作。為了表現(xiàn)出Snake的角色性格，不能太花哨或太普通的，合理的動作的同時，不能做的太過于時尚，可以說是最重要的一點。“不光是Snake的確定姿勢，運動的尺度張馳和姿勢也要稍微修正，注意最終看起來可以感覺很好”負責員工回顧到。

運動捕捉 Motion Capture

游戲運動的捕捉

在進入運動制作前，開發(fā)團隊內部先是試做的(Pre-production)進行臨時運動的運動捕捉。把臨時動作在真機上做確認，無論動作是如何輕微的印象也不會被抹消掉。于是，本作也有監(jiān)督的意向，為了讓角色可以作出外國人特有的動作，一部分基本移動是使用外國人做運動演員。還有，敵兵的步行運動也是實際的穿著重裝備的狀態(tài)來采集的，樓梯和斜面等大道具也準備了與實際游戲中登場的尺寸相匹配的物件來做采集，以控制后面工程的修正工作�！皹翘莸纳舷伦邉�，不同步幅的修正相當?shù)馁M功夫，因為用更接近的情況來采集，就可以高效的工作了�！�

演示部分運動的捕捉

圖A是為了制作大型機械的演示場景，把實際的背景的3DCG數(shù)據(jù)投影在采集區(qū)域，在很容易理解場景狀況和移動規(guī)則的狀態(tài)中讓演員進行表演。圖B是有狗登場的場景，對真實的狗捕捉。把標記設備附著在索具上，也嘗試讓在較溫和的狗的衣服上附加這些，最終是使用假牙的粘合劑直接把標記設備附著在狗的皮膚上來進行采集的�！跋氩杉�一個動作，卻怎么都不做出想要的動作，總之非常麻煩”。相當多的部分需要手工修正。圖C的撲向圍欄的狗，實際是用誘餌誘惑獎勵來采集的。而且，可以把采集的捕捉數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭@個場景的模型在真機上進行確認，在乘車（圖D）和騎馬（圖E）的場景中使用了（圖FG）。還有就是因為無法進行馬的運動捕捉，負責的動畫師去騎馬訓練學校觀察馬的動作，用手工方式制作了運動。

動畫（Animation）實現(xiàn)的工作流

動畫做成的流程

簡單解說下Softimage制作的動畫數(shù)據(jù)實現(xiàn)在真機上的流程的。圖A是捕捉數(shù)據(jù)讀入到Softimage，選擇Clip，使用Clip To Rig來生成Rig。還有，公司采集捕捉數(shù)據(jù)是要先做標記處理和Retarget的。使用圖B的【FoxFramesView】的動畫功能，對運動進行修正。FoxFramesView中搭載了姿勢匹配（Pose Match），運動匹配（Motion Match），鏡像功能（Mirror）等動畫制作必須的功能。再從FoxFramesView進行動畫的輸出（圖C），在FOX ENGINE的MotionEventEditor中加入事件（圖D）。在各工程中進行檢查和精煉，完成最終的動畫。

運動圖（Motion Graphic）

本作中，為了可以直觀的設計動畫的轉換，在FOX ENGINE上開發(fā)了叫做【MotionGraphEditor】的工具。把空閑（idle）和循環(huán)（loop）通過線來連接，一連串的運動轉換就完成了。圖A是站立移動時的設定畫面全圖。圖B是顯示這時狀態(tài)的狀態(tài)節(jié)點（State Node）。右半部分是右腳向前的狀態(tài)，左半部分是左足向前的狀態(tài)。米色（Beige）的節(jié)點是基本節(jié)點，青色的節(jié)點是為了可以平滑關聯(lián)的必要運動用的節(jié)點，根據(jù)不同節(jié)點顏色作用也不同。在圖A的狀態(tài)節(jié)點的右邊是現(xiàn)實狀態(tài)節(jié)點內容的混合樹（Blend Tree），用紫色節(jié)點來表示運動，綠色節(jié)點表示混合處理。圖C是舉槍狀態(tài)的運動轉換�？梢钥吹胶驼玖⒁苿酉啾然旌献兊脧碗s。

處理大量數(shù)據(jù)的各種效率化方法

運動的Retarget

所謂的Retarget，是把做完的動畫適用到體格不同的角色上的功能。使用捕捉數(shù)據(jù)的話，實際捕捉的演員和角色的差別，要用多高的精度來Retarget呢。當初Retarget的精度低，了解了數(shù)據(jù)處理傾向后，手動的工作減少了，速度得到提升。畫面中是把敵兵的運動適用到骨骼不同的少年兵上的狀況。而且把Retarget的設定在Softimage上再現(xiàn)了，主要為了制作和Retarget的動作關聯(lián)的動作而使用。

GamePlay View

為了本作中在游戲中實現(xiàn)的動畫可以在Softimage上做修正，把場景馬上做轉換和預覽的功能被加入了（圖A）。首先是選擇輸出運動的角色（1）, 然后選擇要反映到的運動文件（2）,點擊預覽后（3）就可以向游戲實時的輸出了（圖B）。因為場景增加的調整可以確認，工作效率大幅提升了。

程序化Rig

人型角色的Rig基本上沿用【合金裝備4】的沒有變化，人型以外的制作是使用【Procedural Rig Generator】來做成Rig的。這個是使用基礎的IK繪制骨骼來Rig化，這種簡單的工具，因為節(jié)點是在基本的規(guī)定的范圍內生成，規(guī)格的統(tǒng)一也容易。圖A是支持方向盤的車輪的Rig，圖B是狗后足的Rig狀況。“用程序化的話，因為在沒有太大變更的情況也是支持Retarget，修正非常輕松”。

特效和模擬

本作中武器使用的火焰和爆炸，以噴血效果為首，雨的濡濕和水滴的表現(xiàn)等，特效的展現(xiàn)也涉及到很多方面。一個個，都凝聚了非常細致的手法。

Making 5

EFFECT& SIMULATION

為了給合金裝備的世界添彩的各種創(chuàng)意方法

  在【合金裝備5：幻痛】中，槍擊戰(zhàn)引發(fā)的火焰和爆炸，噴血來展現(xiàn)華麗的場景也有，廣闊的地圖中重點的對海和水邊做了漂亮的繪制，另外一方面電影那樣的演示場景中對應不同場面的特殊后處理效果提高了臨場感受。這種豐富表現(xiàn)和演出是由特效組擔當?shù)�，注意著“一邊基于現(xiàn)實世界的真實表現(xiàn)，一邊加入電影的華麗演出”的來制作。其中對應24小時變化是最為辛苦的地方。

  還有，處理負荷也成為非常頭疼的問題。游戲開發(fā)中，半透明繪制和后處理繪制都是繪制負荷高的一類。特別是半透明的繪制出乎意料的高，所有平臺都是導入到縮小的Buffer里，在把半透明用LDR（Low Dynamic Range ）來處理。這樣看起來60fps的難度很高。“提高外觀的品質的話負荷增加，降低負荷的話就不得不在消減外觀的困境中奮戰(zhàn)”（負責員工）。按照時間來做調整的本作的特效，完成了非常值得一看的表現(xiàn)，為了實現(xiàn)這樣的品質，確實是各種方法和技術所驅使的。

特效制作的主要工具

特效編輯器

本作總使用的特效編輯器成為了基于節(jié)點的GUI。編輯器內多個橘黃色的節(jié)點是發(fā)射器（Emitter），把這些集中在右側的大的節(jié)點中構成一個特效。還有，綠色的節(jié)點叫做過濾（Filter）節(jié)點，用來指導連接的Emitter在哪個世代的硬件上使用，可以改變舊世代機和新世代機的特效的表現(xiàn)�？梢栽谂f世代機減少粒子數(shù)量，今世代機上變?yōu)樨S富的表現(xiàn)。編輯器變?yōu)榛�于�?jié)點上，據(jù)說【追加功能很輕松】，【通過節(jié)點的組合發(fā)現(xiàn)了沒有想到的使用方法，表現(xiàn)的幅度很大】。

使用多個工具的Texture制作

圖A是本作中的火焰的表現(xiàn)，圖BC是實際使用的火焰的Texture。圖B是顏色通道，圖C是Alpha通道。在Maya的Fluid里制作，再做成循環(huán)動畫。本作的火焰，爆炸，煙霧，也有使用FumeFX，使用交叉漸變（CrossFade）模擬的像素內的密度和速度信息的方法，保證基于模擬的自然動作作出可以循環(huán)的動畫。圖D是水面的表現(xiàn)，圖EF是這個場景以外，表現(xiàn)液體和血的Texture，圖E是Alpha用的Map，圖F是Normal用的Map。用thinkingParticles制作基本的動作，用FROST使用Mesh化的物體對象的屏幕空間的法線信息來制作。水花類的特效中全都有使用，通過shader內的反射率，透明度，Specular的調整也可以作為血和泥來使用。

關于水的各種表現(xiàn)

水的遮蔽

降雨的情況下周圍的物體對象的質感會變成濡濕的狀態(tài)，就這樣屋內也全都濡濕了。這種遮蔽雨的技術也被設計出來了。圖A是美術師配置的遮蔽信息的板型多邊形，設定了和建筑物的形狀對應的MaskTexture（圖C 圖D）。畫面左上角顯示的，是基于Snake周圍配置的板型多邊形實時生成的高低差信息。基于這個在屏幕空間進行遮蔽處理。圖B是顯示Roughness信息的畫面，白色領域是被遮蔽的，這個區(qū)域的地板和Snake的半個身子沒有被濡濕。還有，在相機前的降雨也是，對進入領域的雨做透明化處理來對應屋內沒有降雨的情況。圖EF是沙塵遮蔽的應用例子，可以看到圖F中眼前的沙塵消失了。另外廢話幾句，因為完全透明的特效也有繪制負荷，本作中加入了把頂點顏色的Alpha值為0的粒子做縮放（Scale）為0的處理。

海面的波浪和泡沫

圖A中，海面的形狀是用快速傅里葉變化來求得，把傾向和高度Texture化在Shader里使用。幾何體的變形只在近距離有，遠處是稍微簡單的Shader。利用了物理正確的光照模型，為了提升外觀用美術師制作的Texture來加入顏色變化。海面波浪的白泡（foam）也被真實的描繪，這個是使用圖B中的Texture來表現(xiàn)。泡沫的密度有3個階段，保存在1張Texture的RGB通道中。水上的建筑物【Mother Base】的腳部是無視干涉，日落時太陽的反射也是，可以肆意的加大。

河底的搖晃波紋

圖A的河底的搖晃表現(xiàn)，是使用延遲渲染結果的畫像。使用和延遲渲染同樣的光照模型進行24小時的對應，為了減輕繪制負荷光源是只有環(huán)境光和平行光被反映。反射使用了Cubemap，把白天晴朗的Cubemap，根據(jù)時間和天氣進行顏色修正后來使用。角色在水面上走時顯示的波紋，在別的通道中上把渲染在屏幕空間上的BumpMap（圖B）轉化為法線信息，再和基礎的法線通道做混合。

特效數(shù)據(jù)的差分變化

畫像中過場動畫中用的水花特效，對應場景的狀況分為3個等級的反射率來使用。這3個特效是使用1個數(shù)據(jù)制作的，把反射率不同的變化設定用差分信息來包含。這樣即便是做出3個特效，也可以很小的控制內存使用量。

同時作出畫面的說服力和負荷減輕的細致方法

對應曝光值的亮度變化

游戲中的晝夜變化，室內外和日照，背陰的狀況，畫面內的曝光值經(jīng)常會變化，【Constant  Shader】在不受光照影響時自發(fā)光的特效的時候，像圖A那樣明亮的場景特效發(fā)暗，相反的黑色場景中曝光過度的案例很傷腦筋。為了解決這個問題，加入了動態(tài)的把對應場景曝光值變化的Constant  Shader自身的亮度提升處理。圖B是加入了曝光變化的對應，不論晝夜火焰都是相同的亮度被顯示的。像“這個曝光時是這個亮度值”這樣來決定上下的限制就可以調整亮度的范圍，從光照小組哪里請教光照的范圍來設定基準。作為副產(chǎn)物，相反通過在黑暗場景中設定明亮，在夜間可以讓特效發(fā)光，得到了這樣的效果。

粒子的簡單物理

背景和粒子的碰撞判斷上因為在畫面外的碰撞也要處理，不能使用Zbuffer的基于GPU的方法，采用了基于CPU的方法。為了最低限度的控制計算負荷，機能上被相當?shù)膲赫�。因為粒子自身作為點來判斷的，木片一類表現(xiàn)有刺入到地面的可能性，如果不想這樣的話在地面平整的前提條件下調整旋轉速度來表現(xiàn)。在功能上設置碰撞檢測的次數(shù)，最后把粒子停止放置在地面上，然后再消失的來設定。再多說幾句，合金裝備5的世界中全局風向被設置為1個，粒子可以設定受到多少程度風的影響。還有對應天氣改變風的強度，例如沙暴的風速是10m的程度。時間不會改變風的強度。

粒子LOD

本作中的粒子也有LOD功能的對應，可以對應到攝像機的距離來減少粒子的數(shù)量。但是，因為造成繪制負荷高的是攝像機跟前的，攝像機近處也要進行消減一定數(shù)量的用法，可以說是逆轉的想法。同樣的因為槍的跳彈特效要在遠處顯示很難確認（圖A），用距離相機越遠越放大的方式來處理（圖B）�？紤]了倍率瞄準鏡和雙筒望遠鏡的變焦狀況，采用了不僅僅是距離還有屏幕空間的面積比的處理方式。還有，在處理負荷高的場景中設定粒子產(chǎn)生數(shù)的百分比，對應狀況自動減少數(shù)量的功能也有。

其他的特效表現(xiàn)

輪胎痕跡（Skid Mark）

地面上殘留的車輛的輪胎痕跡（Skid Mark），是沿著輪胎的通過地面實時的生成多邊形，在Normal Map上繪制加上凹凸來進行表現(xiàn)。圖A是實際的游戲畫面，圖B是調試顯示生成的多邊形的樣子。

附加在攝像機上的水滴

下雨時附著在畫面上的水底，是屏幕空間上生成Grid，通過各點上帶有的多少分量的水滴的信息來進行渲染。一些程度變得比較重的水滴會流動（向下面的Grid移動），通過表面張力的模擬，一邊在吸收Grid上的其他水滴，同時也改變流動的表現(xiàn)。

高速(High Speed)表現(xiàn)

游戲中的高速攝像機（緩慢）的表演的探查，是通過后處理來增加周圍減光，色差，景深Bokeh。還有演出時的雨的表現(xiàn)變成顆粒狀。因為氣氛的色彩變化，效果有很高的印象。

Lens Flare

Lens Flare有利用畫面內的亮度差，自動產(chǎn)生的屏幕空間的類型，和演出時生成的類型兩個種類。圖A是屏幕空間類型的例子，把畫面內高亮度的部分在攝像機中心反轉改變光的顏色（圖B）。再把這個畫面合成來表現(xiàn)。這時，要和同樣是后處理的Bloom同時適用把GPU負荷控制在最小。屏幕空間Lens Flare之外是演出中有意圖的產(chǎn)生的Flare，看Emitter在畫面的2D坐標系的哪個位置繪制來進行生成的控制。

演示（DEMO）

說到合金裝備系列的魅力上，好像看電影一樣的演示部分也是不可缺少的。本作中讓玩家更加深入故事以“無縫（Seamless）”為關鍵詞，各種演出被實施了。

MAKING 6

DEMO

感覺不到切換的“臨場感”的演出

  本作的演示部分的制作上，玩家不真正感覺哪個空間的風光就無法演出臨場感么，從哪里入口，游戲和演示的無縫關聯(lián)，在這些要點上努力。因此演示不做基本的分鏡分割，而是要在一個分鏡里演出，游戲到演示，演示到游戲的相機轉化也是成為無縫的調整，成為了玩家不會感覺到切換的構造。

  在開發(fā)時，演示組以前是以3ds Max為主要工具，但考慮到與使用Softimage的運動和角色組的交換數(shù)據(jù)，本作變更為Softimage。進而，因為龐大的工作被省略化了，和AutoDesk一共開發(fā)了基于Softimage的演示開發(fā)工具。"和AutoDesk方面可以很好的交流，內部構造也請他們調整了。演示部分做成了全部5個半小時的體積。這些制作的實現(xiàn)要歸功于這個工具"負責的員工回顧到。

可視化預覽（Pre Visualization）

本作中，大體上全部的演示都是可視化預覽來制作的。使用公司內制作的簡易運動數(shù)據(jù)，在對運動捕捉實施時的數(shù)據(jù)量計算和演出的驗證，現(xiàn)場中印象的共享都有被使用。然后把做成的預覽數(shù)據(jù)與游戲組合，游戲體驗的驗證和調整也是在早期階段進行。這些也在角色，機械，程序等各個部門中共享，吸收武器的使用，光照等各種專業(yè)的意見后反復的對游戲的平衡和演示的數(shù)據(jù)量做討論。圖AB是預覽，圖CD是相同場景的完成畫面。

與AutoDesk共同開發(fā)的演示制作工具

演示制作工具【SoftimageDemoTool】是由專用編輯器【Sequence】和分成3個的預覽窗口構成。Sequence是Dope Sheet， Animation Mixer，F(xiàn)Curve Editor等功能的復合體，對場景內的攝像機和模型進行集中式管理，可以高效的進行動畫的加過和實施定制工作（圖A）。作為工作工程，首先是角色模型和動畫數(shù)據(jù)讀入到Sequence加工。然后設定攝像機，調整播放速度在FOX ENGINE上輸出，再調整光照和特效這樣的流程。圖B是分配的動畫數(shù)據(jù)用Animation Mixer調整的狀況。還有，演示工具中也搭載了可以給多個攝像機制作各自的分鏡，在Time line上通過分鏡編輯來確認關聯(lián)的狀態(tài)的功能。

強化臨場感的視覺演出

游戲與演示之間的無縫轉換

本作的游戲和演示是無縫關聯(lián)的，圖A是游戲中的攝像機，圖B是進入演示時的攝像機，圖C是從游戲攝像機向演示攝像機位置轉移的示意圖。從玩家自由操作的游戲相機，通過程序計算出演示攝像機的坐標，無縫的轉移。另外關于運動方面，從游戲中的運動對演示開始時的動作做混合，對演示開始時的坐標無縫的補充。同樣的，時間經(jīng)過（圖DE）和天氣變化（圖F），服裝和受傷等的狀態(tài)（圖GH），也會直接繼承演示開始前的狀態(tài)。演示終了時也會適用相同的處理，無縫的返回到游戲中。

后處理濾鏡（Post Filter）

本作的中以Lens Flare為首的各種后處理被大量使用。不光是配置在場景里的橫向拉伸的Lens Flare，在光源方向上加入光，相反的對一個一個場景加入畫面過暗等問題的細節(jié)處理來作出臨場感。圖A是光照修正處理前的狀態(tài)，圖B是追加光源濾鏡和Lens Flare。畫面下方使用了讓畫面變暗的濾鏡。圖C是疼痛的濾鏡適用前，圖D是適用后。是用來表演出角色受擊而制作的“疼痛LensFlare”被適用。

目標關聯(lián)相機（Target  Constrain  Camera）

Target Constrain Camera，是指定游戲相機的注視點的Target，強制的吸著相機的功能。玩家和Target的位置關系依賴，可以把演示場景的相機構圖自動算出并轉移。因為玩家在一些場景會注視特定的點，可以說是無縫演出中不可缺少的功能。圖A是Constrain Camera發(fā)動前的狀況。這時游戲相機的注視點是紅點。圖B，是發(fā)現(xiàn)了作為Target的敵人，發(fā)動Constrain Camera的狀態(tài)，紅球是吸著在白色盒子的中心，可以看到攝像機以Target為中心捕捉的。