3D游戏场景设计与实现
摘要
3D游戏由于其逼真的画面和360度无死角的旋转给广大玩家提供了一个在虚拟世界中展现自我，放松精神的娱乐空间。随着游戏技术的不断完善，对游戏的场景提出了更高的要求，精致的模型、精美的场景能加强游戏的视觉感和震撼力。
本文是根据主人公携带武器与动物，进入古堡打怪赚得金币解救公主的游戏剧情，运用3DMax建模技术与PS制图技术,实现了带有复古特色的3D遗迹游戏场景，营造出一种神秘古遗迹的宁静、自然的场景，使得玩家在游戏过程中体验3D场景带来的逼真感，感受到3D游戏带来的全新体验。
本系统可以加深对3DMax建模工具的了解，认识基于unity3D开发游戏场景的使用过程。
关键词：3D游戏；3DMax；游戏场景；unity3D
I
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
Abstract
Because of its realistic picture and 360 dead corners, the 3D game provides a vast space for players to show themselves and relax their minds in the virtual world. With the continuous improvement of game technology, the game scene put forward higher requirements, exquisite model, exquisite scenes can enhance the visual sense of the game and shock.
This paper is based on the protagonist to carry weapons and animal into the castle, Play monsters earn gold to save the princess story of the game, using 3DMax modeling technology and PS mapping technology, realized with characteristics of retro 3D, game scene, create a mysterious ancient relics of the quiet, natural scenes, making the game player experience vivid scene 3D bring in the course of the game, feel the new experience to bring the game 3D.
This system can deepen the understanding of 3DMax modeling tools, and understand the development process of game scenes based on unity3D.
Keywords: 3D game; 3DMax; game scene; unity3D
II
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
目录
摘要 ........................................................................ I Abstract ................................................................... II 1 绪论 ...................................................................... 1 1.1课题研究的现状 ........................................................ 1 1.2课题研究的目的和意义 .................................................. 2
1.2.1 研究的目的 ...................................................... 2 1.2.2 研究的意义 ...................................................... 2 1.3课题研究的内容 ........................................................ 2 1.4 课题研究的方法和手段 .................................................. 3 1.5本章总结 .............................................................. 3 2 系统分析 .................................................................. 4 2.1 系统开发流程 .......................................................... 4
2.1.1 需求分析 ........................................................ 4 2.1.2 系统设计 ........................................................ 4 2.1.3 系统开发 ........................................................ 4 2.1.4 系统测试 ........................................................ 4 2.1.5 系统维护 ........................................................ 4 2.2 用户需求分析 .......................................................... 4 2.3 可行性分析 ............................................................ 4 2.4 技术路线 .............................................................. 5
2.4.1 模型设计阶段 .................................................... 5 2.4.2 模型开发阶段 .................................................... 5 2.5 本章小结 .............................................................. 5 3 技术知识 .................................................................. 6 3.1 3DMAX简介 ............................................................ 6 3.2 UNITY3D简介 .......................................................... 6
III
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
3.2.1 UNITY3D概念 .................................................... 6 3.2.2 平台的特色 ...................................................... 6 3.3 PS简介 ............................................................... 7 3.4 VISUAL STUDIO简介 .................................................... 7 3.5 本章小结 .............................................................. 7 4 游戏场景的设计 ............................................................ 8 4.1 总体目标 .............................................................. 8 4.2 场景设计 .............................................................. 8
4.2.1 场景设计的概念 .................................................. 8 4.2.2场景设计的功能 .................................................. 9 4.2.3场景设计类型和风格 .............................................. 9 4.2.4场景设计的方法 ................................................. 10 4.3场景设计的过程解析 ................................................... 11 4.4场景设计的前期工作 ................................................... 12 4.5本章小结 ............................................................. 12 5 场景的设计实践 ........................................................... 13 5.1设计思路 ............................................................. 13 5.2 模型分析 ............................................................. 14 5.3 模型搭建 ............................................................. 15 5.4 建模渲染 ............................................................. 18 5.5 场景的动画介绍 ....................................................... 20
5.5.1动画的制作 ..................................................... 20 5.5.2动画的展示 ..................................................... 21 5.6 UNITY3D场景集成 ..................................................... 22 总结 ....................................................................... 23 致谢 ....................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ................................................................... 24
IV
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
1 绪论
随着数字网络的高速发展，3D游戏受到越来越多人的追捧，正是由于这个原因，它占领着游戏市场的大份额的比重。由于市场的需求，很多传统的大型游戏公司在这方面也投入的越来越多。早期的游戏，从严格意义上来说，不算是3D游戏。他们大多是一个单一的死角，使得用户不能随心所欲的旋转画面,只能算是游戏的角色利用2D技术做出类似3D的画面来而已。直到上个世纪90年代，这个局面因为一个专门做3D游戏的公司所出的一款《德军总部3D》的游戏所打破。但这款游戏也是有很大的局限性，用户不能随意的旋转视角，至多达到90度的旋转。近几十年以来，3D技术的发展可谓是发展的如火如荼，在技术上的突飞猛进的发展，同时与艺术的合作越来越紧密。在这种大环境的影响之下，很多的大手笔的游戏出现在人们的眼中。比如《鬼泣》等。
从目前的现状来看，国内的游戏制作明显远远的落后于欧美和日本等其他国家的游戏制作。从3D游戏的制作要求上来讲，一个有艺术修养功底非常扎实的设计者远远比一个没有相关艺术修养的人要做的好的太多。从根本上来说，场景的设计，需要精美的场景和丰富的动画来加强游戏的视觉感和震撼力。
1.1课题研究的现状
3D网络游戏是随着数字网络等技术的发展成长起来的，目前它的发展受到越来越多的人的追捧，它是高科技的产物。现阶段不管国内还是国外,3D游戏都异常的火爆,如国内的穿越火线,手游王者荣耀，英雄联盟,以及国外的使命召唤等等。随着3D行业的不断发展，越来越多的消费者已经不满足于2D效果带来的视觉体验，这也推动了3D周边相关产品市场的发展。随着玩家硬件条件的改善以及游戏制作技术的不断提升，游戏画面更真实、玩法更丰富的3D游戏必将成为市场主流。
3D游戏由于其逼真的画面和360度无死角的旋转给广大玩家提供了一个在虚拟世界中展现自我，放松精神的娱乐空间。在经历了十几年的发展后，在技术的层面上已经逐步的完善起来了。在艺术的层面上，经过美术设计师和艺术家的合作指导。它还有一定的欠缺之处。从普遍的角度来看，游戏场景的枯燥乏味，类型单一，文化内涵不足等等多种的不足。从广泛的上来看，需要国家政策是扶持，但更需要游戏设计师不断的自我提高审美水平和文学修养。相对欧美发达国家，3D网游在中国发展缓慢，归根结底还是由于游戏本身忽视了用户体验。想要发展3D网游，网游公司必须更加注重玩家体验的提升。随着游戏技术的不断完善，对游戏的场景提出了更高的要求，类型多样化，并体现一定的文化内涵。
1
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
1.2课题研究的目的和意义
1.2.1 研究的目的
游戏场景是3D游戏的主脉络，始终贯穿于整个游戏。广大的用户可以在这个虚拟的世界中体验到快感。经过一定的调研和咨询，观察，了解后，可以发现有一定的卡通元素，场面渲染的效果最好的时候，更容易让用户体验到真是的感觉。场景的制作，在整个的游戏设计中，起着决定性的作用。不但把策划人员的理念传递给玩家，同时也是后台人员特效制作的原始参考资料。简而言之，游戏的成败，场景的设计起到了极大的作用。
游戏场景的类型可以分为，二维，二点五维，三维等。在国内目前很多的资源都集中在软件实现的技术范畴，通过使用unity3D这款游戏引擎的研究和探索是相当少的，这也是本文所要研究的目的。本文的研究希望可以推动unity3D游戏引擎更快、更健康的发展，对于中国的3D游戏的开发起到积极的作用。 1.2.2 研究的意义
3DMax在目前来说是使用比较广泛的一款商业建模工具，针对目前的对它的研究，在国内外，都处于成熟阶段，且应用十分广泛。本文主要是为unity3D游戏构建一个场景，提供游戏中不可缺少的一部分。场景的重要性不言而喻，往往会影响到剧情的发展。比如，在某个年代，都有想对应的建筑模型，人们的生活习性与之也是相互对应的。因此在游戏中，人物角色设定的时候，就必须要选择与之相对应的场景来进行虚拟世界。
场景不仅给角色提供一种，生活，娱乐，状态的场所。这个场所就和我们人类生活的真实场所相匹配，与生活在其中的人物角色是一体的。因此3D游戏的场景的设计不仅能在游戏中影响着剧情和人物角色的发展和行为。同时也在影响着玩家的心情。比如一个山洞，被制作成一个幽暗的狭小空间，幽幽的光线照进洞口，在这样的场景中，玩家会有一种强烈的代入感，因此会产生空间，慌张，紧张等情形。又比如说玩流行或蝶剑的时，那些闪烁的熔岩，给人一种很逼真的感觉，玩家有一种身临其境的感觉。
1.3课题研究的内容
每一个游戏都存在自己的价值观，但每一个游戏都需要一个与之相匹配的场景，而且可以通过场景中的细节来把这个游戏的价值观展现出来。比如游戏中的历史事件，时间，文化背景，风土人情和角色的一些言谈等因素来表现出来的。我们必须了解游戏中选择的这个历史的背景，才能在设计的时候知道我们到底想要什么样的风格、形态的场景主体。比如有关三国类的游戏，这一时期就是诸侯王争霸的时期，各种战争，争斗，各种计谋的运用，所以在设计这一类游戏的时候，场面一般都是壮观的，雄伟的。
2
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
本次课题中的场景建设，具有一定的文化背景和风土人情。场景主要为写实的风格，构建一个古老的建筑遗迹，提高本场景的历史文化色彩，加上本游戏的主要主旨就是勇士打怪，获得金币去解救公主，所以更加增加了古代历史神话传说的色彩。
一款经典的游戏，必须要有良好的画面效果和逼真的动画效果。但是良好的画面和动画效果，需要在一定的场景上才能体现，一款完美的游戏，如果没有一个完美的场景，那怎么能体现出来呢？所以，本文主要针对当前比较流行的3D游戏场景效果进行研究，游戏在unity3D的基础上来进行实现。本文的主要研究内容，是在3DMax的软件基础上，来构建一款游戏中的场景。
1.4 课题研究的方法和手段
使用3DMax为开发平台，设计一款建筑风格正常，运行流畅的场景模型。通过查阅了大量的资料和上网查询，以及大学期间的学习，对于3DMax有了或多或少的了解，终于确定了本次课题所要研究的内容。通过网上视频学习了C#，Photoshop等相关知识，确保在模型的构建以及程序的开发中能满足开发的要求。根据需求，把本次开发的课题分为以下这几个步骤。
1）学习3DMax相关技术和unity相关知识，如何操作，导入资源，如何创建场景，了解image和RawImage等等这些细小的问题，免得在实际的开发的过程中卡壳。
2）建模主界面的设计，本次课题开始之前，必须要掌握该课题具有哪些基本的功能，做好模型构思，想好游戏中画面的主要风格。
3）设定游戏内容，设计好游戏中不同的场景，设计不同的场景切换的效果。具体设计游戏的逻辑关系，主要流程和具体任务。
4）根据之前设计好的模型，在unity3D的工具中设计游戏部分。
5）初步测试，根据之间设计好的模型，看开发结束后的游戏是不是和之前设计的一样。其次测试游戏中的相互之间的逻辑关系是否流畅。最后把游戏进行打包，在多个平台中进行测试，确保不同的平台都能正常运行。在测试中如果遇到运行不流畅，或者没有按照之前设计的模型来完成的。应该及时更正，修改完善，直到游戏能和之前设计的一样。
6）最后就是论文的编写了，在书写论文时把之前的设计模型，场景设计，等都能提现出来。把遇到的问题一一描述出来，游戏中的关键代码贴出来做重点说明。
1.5本章总结
在本章本人对该项目的发展趋势、研究意义、背景、现状进行了分析，以及该系统的价值性与理论可靠性，确定了开发该系统的必要性。
3
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
2 系统分析
2.1 系统开发流程
2.1.1 需求分析
首先根据要求，调研此游戏的应用现状，从而来确定该游戏中所含有的主要功能，确定玩家的整体需求。设计详细的游戏场景，确保开发完成的游戏能满足本次开发的需求。给用户良好的体验。 2.1.2 系统设计
首先理清游戏功能模块之间的关系，再合理的设计场景，设计不同的模型的多种特性。 2.1.3 系统开发
需求分析，设计出本游戏的主要功能模块，各个功能模块之间的关系，然后进行对模型的详细设计和构建。系统的调试，解决遇到的各种bug问题，对应用程序进行全面的测试，性能进行优化，界面优化等。最后设计实施方案，基于unity3D设计的游戏能满足多种平台的使用。 2.1.4 系统测试
根据常见的问题，重复的测试系统。考虑各种情况下，可能出现的问题，包括游戏的运行速度，多个平台中遇到的不同问题等。提交测试报告，保证程序正常运行。 2.1.5 系统维护
游戏日常运行的维护，主要包括监测，系统更新优化，新功能的增加等。随着新需求的增加，界面的调整。
2.2 用户需求分析
从普通玩家角度来说，首先需要该游戏具有良好的视觉效果，能给人们带来震撼的感觉。其次在游戏的模型中，多个功能模之间要设计的合理，每个功能模块之间的属性必须设计的合理，方便操作和使用。
2.3 可行性分析
该游戏场景是基于unity3D来设计并实现的，因为场景的模型工作量大，所以需要硬件配置要求相对要高。由于目前硬件的更新速度够快，目前市场上电脑大多都是i3,i5的处理器，CPU都是在1.6以上。Android版本都是在4.0以上，因此当前所使用的技术和硬件环境肯定能满足软件运行所需要的基本环境。
4
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
本系统所使用的技术和工具有：3DMax、unity3D。因此在技术和环境上根本就不需要投资。只需要在环境部署的时候需要租用一台5M左右带宽，50G左右的应用服务器就能满足系统的部署要求。在次基础上做好安全等工作。因此本系统在经济的上来说是很节省的。
2.4 技术路线
2.4.1 模型设计阶段
在模型设计阶段根据游戏策划构建游戏模块场景，注重界面的美观设计，并且能具有良好的游戏交互性，使游戏画面丰富。 2.4.2 模型开发阶段
根据游戏的内容来设计模型，使构建的模型设计能符合游戏中的逻辑，设计合理的不同模块的地图，具有阶梯型的递升规则，使游戏体验起来更加的富有乐趣，给玩家带来巨大的激情。
2.5 本章小结
本章主要从开发该游戏的可行性着手分析，对模型开发的目标、业务流程、可行性进行了介绍，总体上看来系统工程的目标明确、运行方面可靠。在技术方面追求简单适用，使用最新，最流行的3DMax、unity3D，并应用稳定、良好的开发平台进行开发，因此本系统不管从费用上或者从技术安全上考虑都具有一定的开发前景，值得进行相应投入与开发。
5
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
3 技术知识
3.1 3Dmax简介
3D Studio Max，常简称为3DMax，是Discreet公司开发的（后被Autodesk公司合并）基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。其前身是基于DOS操作系统的3D Studio系列软件。在Windows NT出现以前，工业级的CG制作被SGI图形工作站所垄断。3D Studio Max + Windows NT组合的出现一下子降低了CG制作的门槛，首先开始运用在电脑游戏中的动画制作，后更进一步开始参与影视片的特效制作，例如X战警II，最后的武士等。在Discreet 3Ds max 7后，正式更名为Autodesk 3ds Max 最新版本是3ds max 2017。
3.2 Unity3D简介
3.2.1 Unity3D概念
Unity3D程序是由多个场景来组合起来的，一个场景中又包含多个游戏对象。每个对象又是由多个组件组合起来的，所有的场景中的内容都是由摄像头来控制和呈现出来的。在实际的设计中，一定要注意场景和摄像头之间的布局大小，避免由于尺寸的不合适，造成由摄像头展示出来的场景不完全。
场景：通常来说Unity3D程序的基本单位是由场景来组成的，场景之间的跳转是通过脚本来控制的。
场景图从根本上来说是一种树形结构，其中树的每一个节点都是一个游戏对象。各个节点之间都存在着关联关系，当上一节点移动，缩放，旋转时，子节点也会跟着变换。 3.2.2 平台的特色
1）强大的编辑功能：用户可以在unity界面完成任何操作。这为开发人员节省了大量的时间和精力。在游戏的开发中，可以统一对每个界面进行编辑，避免了界面一个一个打开所浪费的时间。节省了大量的时间。
2）导入功能：支持多种资源的导入，可以和多个程序进行协同工作，本游戏中使用到的图片也都可以导入的平台中，这对于游戏的开发十分有利。对于部分图片显示不全的问题，可以统一把所有的图片的格式进行改变，然后应用，就可以完成操作。
3）多平台发布：unity具有十分强大的发布平台，它可以把程序发布到多个平台上，如发布到Windows下的.exe文件，发布到android下的.apk文件，发布到IOS平台下的.ipa文件
6
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
3.3 PS简介
Photoshop是Adobe公司开发的一款平面美术设计软件。其操作简单，功能完善，性能稳定。其集广告创意，图像编辑，集图像输入和输出一体的图像处理软件。正是具有这么多的良好的功能，Photoshop深受广大用户的喜欢。本游戏中，需要Photoshop来制作基本的游戏场景。
3.4 Visual Studio简介
Microsoft Visual Studio（简称VS）是美国微软公司的开发工具包系列产品。VS是一个基本完整的开发工具集，它包括了整个软件生命周期中所需要的大部分工具，如UML工具、代码管控工具、集成开发环境(IDE)等等。所写的目标代码适用于微软支持的所有平台，包括Microsoft Windows、Windows Mobile、Windows CE、.NET Framework、.NET Compact Framework和Microsoft Silverlight 及Windows Phone。
Visual Studio是目前最流行的Windows平台应用程序的集成开发环境。
3.5 本章小结
本章主要简单介绍了本系统所用到的技术,思想，模式与工具。对该系统从技术方面进行了支持，只要了解了设计中所需要的工具和相关知识，才能保证该项目的顺利研发，运行。
7
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
4 游戏场景的设计
4.1 总体目标
本游戏应该具有以下界面和功能：
1）游戏的界面简单，美观。具有一种仿真的图像效果。 2）游戏中的多种模型之间能相互碰撞，并设计合理的生命值。 游戏设计一般分为三个层：
（1）视图层：主要为加入到场景层次结构的游戏对象，这些对象常常是渲染对象。 （2）控制层：在主摄像机或者空对象中加入的管理脚本组件，这些脚本主要是针对对应的功能模块的进行控制及与其他功能模块进行通信，如界面管理类、网络联机管理类。
（3）模型层：主要是在渲染对象中加入的逻辑脚本组件，这些脚本对游戏对象进行逻辑处理。
4.2 场景设计
在开发一款游戏中，游戏场景贯穿整个游戏的开发。它即搭载着策划者的思想和设计者的创意，同时又对游戏的主体思想，剧情，关卡等重要的设计。一个好的游戏场景，必须要包含饱满的画面，精彩的动态画面。这样才能够将整个游戏的风格和美观完全的提现出来。充满美感又符合大众的审美要求的场景能为此款游戏增分不少。 4.2.1 场景设计的概念
场景是指的是除角色造型以外，游戏里面所有的造型设计，包括服饰，道具，建筑物，石块等等。游戏的主体指的是游戏中的人物以及一切围绕在主题周围，控制着游戏中剧情的发展的所有物体。比如人物生活的环境，场所内所有的桌椅板凳，刀剑工具等等。一般来说，游戏中设计的环境或者周围的自然环境，必须围绕着一个故事来展开。因此从这个方面来说，场景的设计既要符合一定的逻辑性和历史正确性，又要在满足这个前提下，充满足够的创造性。从普遍意义来说，场景的设计类型分为室内室外相结合，室内风景，室外风景。目前很多公司都会要求设计师绘制气氛渲染图，目的是为了将游戏的氛围和整体的风格做一个图画面。为后台的制作人员起着指引作用。为了达到预期的效果，灯光，材质，机理等都要完全考虑在内。
8
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
4.2.2场景设计的功能
3D游戏的场景设计根本的体现是将一个虚拟的世界通过写实的手法呈现出来。这种方式既包含了先进的科学技术，同时又包含了艺术的审美和设计师的灵感。感染力极强和动画丰富的场景能给用户带来逼真的效果，包含着多种文化内涵，帮助玩家来理解游戏。从这方面来说，场景即使游戏的载体，同时又是游戏的主体。
3D游戏的场景设计，是一个独立的艺术设计，但同时它也服务与游戏本身。它在虚拟的世界中，主要是为了游戏的矛盾和冲突而服务的。从这一方面来说，这就需要3D游戏的设计人员具备一定的艺术细胞和审美标准，同时也要求3D游戏设计人员具有一定的技术能力。一款新游戏的上市，为了能吸引更多的用户，要求该游戏的场景必须要有一定的创造性，与以往的游戏要相互区别开，让玩家欲罢不能。同时又要有艺术性，能让玩家在游戏的同时感受到技术和美的完美结合。正是由于镜头的每次转向都会给用户呈现出不同的场景画面，因此制约着镜头的游戏场景，才是重中之重。场景的设计一般是根据游戏脚本所给出的创意思想来安排镜头的设定，例如镜头的场景别选择，远景和细节的设定以及镜头画面所展现出的画面氛围。 4.2.3场景设计类型和风格
在场景设计类型和风格的问题上，我们只有知道了一个游戏中选择的历史背景，才能做出符合那个时代的建筑背景，人物形象。但计划不如变化，在游戏的实际制作过程中，会出现和预想中完全不一样的场景。当遇到这种情况的时候，制作人员就需要和策划人员相互沟通，共同将这个游戏场景中的主题给定下来。否则就会出现各种问题，比如：后台人员在实际的制作过程中就会陷入僵局，没有任何的资料可以参考。也没有具体的设计方向。在游戏的主体确定完成以后，再开始做设计。在这种情况下，就可以勾画出有足够信服力和感染力的场景。
画面类型：在游戏的设计初期，每个游戏都会从最初的设定的游戏画面类型 出发来设计。在3D的场景中，一座桥，不仅仅是一个独立的桥梁。桥的周围的花草树木，池塘等等都是这个场景的共同体。这就是三维的魅力。它的远景，近景，不同的视角都是建立在具体的场景主体之上。这是2D所做不到的细致和准确。
风格类型：3D游戏的场景一般分为以下几个不同的画面风格。 卡 通：这种风格的设计主要追求人物，建筑，山水的夸张等。 Q 版：介于写实与卡通这两种不同风格的中间。 写 实：这种风格追求的是画面的现实逼真等。
9
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
制作场景的时候使用何种手法来设计，取决于游戏的风格类型，也是场景设计的基本点之一。通过来说，游戏的种类决定游戏的风格类型。例如一款主体为厮杀类的游戏，通常会采用卡通和写实两种相结合的方式来展现的。 4.2.4场景设计的方法
游戏的世界观不同，取决于3D游戏的类型和设定的不同。因此在前期的场景中设计的手法和制作方法也不尽相同。当前，此场景的游戏场景的制作方法是通过游戏的地图来进行划分的。但在特定的情况下，由于游戏有不同的玩法，就会产生一些特定的需求。举例来说。在一个游戏中，如果存在多个种族和群落，在场景的设计中就会根据不同的种群来设计不同的场景。根据各个种群不同的经济实力，建立不同的场景地图和提供用户所需要的资源和供应。
在实际场景的设计中，角色的比例大小也是一项非常重要的参考因素。角色的行为活动是发生在特定的场所空间中的。因此，两者之间的比例大小是需要严格来把控的。比如建筑物和人之间的合理比例的设定就非常重要。
1）当人在建筑物之内，在这个时候，人的视野范围就小的很多，在这种情况下，能看到建筑物里面的那些物品，那些部位。
2）当人在建筑物以外，建筑物的尺寸有什么样的变化。在这种情况下，人物的视野又是怎么样的，与周围的景观有什么关联关系。这都需要策划人员仔细设计的。
一般来说，在在游戏刚开始设定的时候，就需要根据场景，历史背景，游戏主题把这些比例定下来，后台人员就按照这个比例来进行设计。但在有时候，在实际的设计中，这些比例的尺寸会根据设定的来进行变化，有所改动。
建筑物和角色会出现关系，同样的在游戏中，动物与动物，人与人，人与动物，人与建筑物都会发生关系。当两者相向而行的时候，就会成为彼此的障碍物。这种情况下对于场景的设计也会产生影响。所以在设计场景中道路的尺寸，路口的建筑物等等，所有的这些都需要进行提前预定，仔细的比对考虑。但在游戏中会出现一些无法穿越的墙体或者边界。在设计这一类物体的时候，要避免出现在繁华的街道或者人群的聚集点。以防影响玩家在游戏中的快感。
在实际的设计中，为了方便玩家利用的地方，可以在设计的时候给予一些方便。比如说，在一个入口门的设计的时候，把门设计的更窄一些，这样来延缓入侵者的进门速度，这样就可以留给玩家足够多的时间来进行防御，又或者在设计桥的时候，把桥的宽度稍微变窄一点，只允许入侵者一个一个的进来，这样就可以留给玩家足够的时间来进行防御。
10
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
还有一点就是在游戏中，要考虑补给。比如说从战斗的地方到补给的地方到底有多远，玩家需要多长时间才能到达补给地。这都需要自习的考虑。只有把这所有的因素都考虑在内，才能带给玩家良好的体验效果。在有动物的情况下，在道路，入口，桥面等这些设计的时候，如果能合理的设计这些物体的宽度。例如一度高墙，需要翻越的时候，角色在翻阅的时候一切正常。但当动物翻越时，却发现比例不协调的状况。游戏中经常会出现很多的夸张行为与日常生活中的物理常识。我们在设计的时候也要把这些问题都考虑在内。利用跨越几步就能到达很远的距离的这种优势，是游戏更加夸张好玩。这样就能带给玩家更多的好玩的体验效果。
在游戏的设计中，比如游戏中有动物的存在的情况下，如何合理的使用动物的技能，和人物的技能来相互配合使用，以达到更加好玩的效果。又比如说动物在前进，后退，等移动的时候，如何来设计这些状态，都是需要提前设计。如图4.1所示，本次构建的场景中，门、桥，以及各种物体的比例大小构建。
图4.1 部分比例设计
4.3场景设计的过程解析
3D游戏的场景大致可以分为以下四个部分，分别为收集资料，场景初步设定，美术设计，场景制作等。这四个部分的其中每一个环节都可以分出很多细小的步骤，只有按照这些工作的一个个步骤来进行，按照这些流程制作一个个游戏场景。但若要追求艺术水平的较高的游戏，还需要专门有很高艺术修养的人和专业的美工设计师来配合整体设计。工作的四个部分分别是：资料收集，场景设计，美术制作，场景制作。
11
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
图4.2 场景构建
如图4.2所示，场景的制作，前期收集资料与构思场景的设计，利用由小到大的构建思路，先从小模型做起，再慢慢的组合、拼凑，完成场景的制作。
4.4场景设计的前期工作
场景设计人员前期主要的工作就是搜集信息，获取游戏策划人员针对整个游戏的整体想法和思想内涵。收集是指按照获取到的信息，收集所需要的相关素材。游戏的第一步一定要想好，这款游戏主要是什么类型的，具体有那些内容。拿《英雄联盟》来说，这款游戏主要体现的多对多的碰撞，因此在设计的时候，一定要考虑到多种地形的变化，适应不同族群的驻扎。
4.5本章小结
本章主要介绍了场景设计的总体目标，场景设计的思路，以及场景设计的流程分析和前期的准备工作。
12
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
5 场景的设计实践
5.1设计思路
本次课题的设计中，负责游戏的整体场景设计。在确定了人和动物这款游戏之后，主要的任务就是先搜集资料和软件联系。在这样的学习过程中，对于3D 游戏场景的设计流程有了一定的了解，再接着就是先做整体的方案的选择。由于这款游戏的背景是用于带着动物去打怪，但是对于动物的寻找，则需要制作的繁杂一点，在城堡的外部各个地方，都有可能出现动物，所以动物的出现时随机的，可在任意地方出现。这样既可以提高游戏的可玩性和玩家的兴趣，也可以将城堡的各个建筑通过主人公的视角相机，完全呈现到玩家的面前。在图5.1中，该地图展示的是一个破旧的城堡，进入游戏的开局，主人公需要在该城堡的外部寻找想要带领的动物，进行闯关打怪，但是怪物出现的地点是随机的，可以让整个地图都利用上去。
图5.1 破旧的城堡
当主人公寻找到动物后，游戏将自动跳转到打怪场景。如果主人公不敌怪物，可以自
13
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
行回城，在城堡外部回血，以便顺利完成游戏的内容。当累计到足够多的金币后，返回商店购买钥匙，然后救出公主。本游戏场景设计主要有两大部分，寻找动物的地点和打怪赚取金币救公主的地点。城堡入口如图5.2所示。
图5.2 城堡入口
5.2 模型分析
通过对场景的相关资料搜集和分析，需要将场景划分为几个部分，以便遵循“从整体到部分”的方法进行模型搭建。首先需要构建主体，就是主人公寻找动物以及主人公回城回血的外部场景，也是整个游戏的主体场景。其次，将主体场景所需要构建底下场景的部分分割出来，利用3DMax中相关的技术工具，将分割出来实体进行构建所需其他的场景，不要改变其大小，以便重新加入主体场景中时，大小和形状和原来一样，正好镶嵌进去（如图5.3所示），在中央有水的地方，其下方就是所构建的第二部分，也就是打怪的场景。
14
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
图5.3 从整体到部分建模
部分建模建好后，将里面的模型细化，不至于进行二次构建。主体的模型先将大体建好，然后再细化玩家所能看见的东西，以及游戏所需要的模型，比如花草树木，小桥池塘，这些虽然与游戏的进行没有多大的关联，但是可以丰富游戏场景的内容，给玩家带来良好的视觉效果，从而提高玩家对于游戏的喜爱程度。
5.3 模型搭建
该游戏场景的模型搭建所需要的软件是3Dmax 2013。在3DMax的视图里，有主视图、前视图、左视图等等，可以由自己进行选择各个视角来制作，还有全方位的3D立体显示窗口，方便制作时观看到模型的各个角度的效果图（如图5.4所示）。
图5.4 3DMax软件
在制作的过程中，需要用到一些基本几何体，在标准几何体中，拉出需要用到的长方
15
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
体或者其他物体，再利用修改器里面的各种工具。例如图5.5中池塘上的小桥，以及城堡之前相连的吊桥，都是由标准几何体中的长方体，改变其大小以及长宽度，来制作期中一个模板，再将其进行复制多个，组合起来，完成桥的制作。如果有些模型的形状多怪，用对象类型中的物体制作比较麻烦，可以选择使用扩展几何体里面的类型，如异面体、切角长方体等等来制作。比如该地图中的树，就可以使用扩展几何体中的模型类型来制作，而且比标准几何体的模型类型制作方便。制作好之后使用旋转工具，进行对模型的旋转制作。使用旋转工具时，需要保存多个旋转方位不一样的模型，然后再复制多个，构建成该地图里面的树林。
图5.5整体模型图
图5.5包含多个场景，比如小过道，台阶，城堡外部的小建筑物等等，建好之后放到合适的位置上，然后再将他们一一组合在一起。在一个场景里，虽然建筑物很多，也都会有一个中心的建筑，它与其他的建筑物的区别在于体积最大，结构负责，细节最多。
打怪场景的制作如图5.6以及图5.7所示。该部分模型需要在主体分割出来制作，如果在构建主体模型，事先预留好部分模型的位置，那么就不好构建了。因为3DMax里制作的本来就是相关现实中事物之类的模拟物体，也是需要灯光之类的设计，但是灯光最好是在后期的渲染工作期间再加。所以如果直接在主体中预留的位置构建打怪场景，则会如图
16
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
所示，光线太暗，像在一件封闭的屋子了一样，构建模型以及摆放模型的位置时，就显得困难重重了。在制作打怪场景中的各个模型中，需要用到很多3DMax里面的工具。例如构建图中柱子的时候，在基本几何体中，选择使用圆柱体，再复制多个，分别改变其圆柱体的高度、直径等等，然后再分别摆放其位置，做出一个柱子的大体模型，然后使用修改器里面的工具，倒角或者编辑网格，都可以细化柱子的外观。在使用这些工具的时候，3DMax的最右边界面里，都会出现相关功能的具体细化功能。
图5.6部分模型图
图5.7部分模型图
由于本游戏是主人公在古堡里救公主，所以风格也是古典风格，比较神秘以及带点恐怖色彩的古代城堡建筑物的遗迹，所以在构建模型的时候，所有东西都偏向于古老的色彩，
17
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
比如图5.6和图5.7所示，有棺材和骷髅头等元素的添加，给玩家一些刺激的游戏体验，以及感受古老建筑遗迹的魅力。
5.4 建模渲染
在模型构建完成之后，则需要进行对模型开始渲染。在3DMax的界面里，打开材质编辑器，对所有需要渲染的模型进行添加材质，如图5.8所示。
图5.8材质编辑器
在进行对各个模型添加完材质，各种功能设计也完成之后，再进行添加合适的灯光，完成所需要的照明条件。在3DMax的右上方界面，有一个渲染帧窗口，进行渲染预览，查看模型的效果图，如图5.9、图5.10所示。
18
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
图5.9部分场景渲染
图5.10部分场景渲染
19
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
5.5 场景的动画介绍
5.5.1动画的制作
本游戏场景构建完成之后，为了更好地直观的看到场景的所有构建，在3Dmax里面加入创建动画的相机，增加相机移动的线长，与改变观看的角度，完成对场景的动画制作（如图5.11、图5.12所示）。
图5.11主体场景
图5.12部分场景
20
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
5.5.2动画的展示
在3Dmax里面将制作好的动画导出，观看该场景动画介绍时，可使用能播放该格式的播放器来进行观看，如暴风影音（如图5.13、图5.14所示）。
图5.13外部动画
图5.14内部动画
21
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
5.6 unity3D场景集成
当所需要的模型搭建完成后，剩下的工作就是要把场景资源优化处理，虽然unity3D和3Dmax这两款软件互相兼容，但各自都有不同的格式。因此在3Dmax里面建立的模型要导出成FBX格式。一般导出之前，会对模型进行删减重复和遮挡。这样才能保证导出的文件的体积是最好的，最满意的。模型等资源导入在unity3D的场景中之后，先建立整个大场景的空间。然后对地形开始雕刻，不同的地形有不同的形态特征。完成之后，将模型资源导入场景中，保证达到最好的效果。
22
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
总结
从毕业设计的选题，任务书的编写，毕业设计阶段到游戏的开发，论文的书写，经过了一段痛苦而快乐的阶段。首先对于3Dmax，unity3D，PS等工具掌握的不够熟练，造成了在实现的开发过程中遇到了很多的问题。加上开始对3DMax的不熟练，而且它本身的操作复杂但功能强大的工具，给我带了很多的困难。正是由于有了这些困难，当在一步一步的克服其中的困难的时候，带给内心的是多么强大的乐趣。当解决了其中的一个问题的时候，感觉就像在跨越了一座高山。
1）对工具使用的体会
3DMax是一款功能强大，且操作起来比较复杂的工具。对于初学者来说，想要掌握这个工具必须具备良好的三维空间感，熟悉模型的各个视图的创建，过硬的3D数学基础，对于立体的空间感必须要有相当强的能力。但我克服了这其中的种种困难，目前已经能熟练的使用3DMax工具。
2）设计实现的体会
在该模型的构建过程中，对于系统的各个功能有了良好的体会，从任务书的编写，模型设计，绘画场景，渲染等一系列的构建流程。对于初学者，需要掌握这么多的功能，对我来说是很大的挑战。在实际的构建中，经常遇到各种问题，有的时候是由于粗心大意造成的问题，因此这中间少不了老师和同学们的帮助。在这期间，也发现了运用网络来解决问题也是一个不错的选择，找一些与3DMax相关的技术类网站，常常能给我们解决很多的问题。
3）模型设计中的体会
本次模型的设计是面向游戏者，由于对游戏的知识知之甚少的缘故给我带来不小的困难。通过了解，学习，设计才得以完成。现在想想，好的设计，不仅仅应该在场景给人们带来震撼，更应该在知识上给人们带来启示。让玩家更愿意将精力放在产品上。
此次设计对于我各方面的能力都有所提高，对于系统的功能，整体框架的构建，以及合理的利用时间去利用各种资源等。对于我以后的工作有很大的帮助。但由于时间的关系，在本次模型构建中，存在着许多的不尽人意的地方，场景设计的不够合理，背景、渲染贴图等图片设计的不够漂亮，这许许多多需要改进的地方，我相信在以后的开发中会逐步完善起来。
23
生命不息，奋斗不止！生命不息，奋斗不止！
参考文献
[1] 王洪源等，《Unity3D人工智能编程精粹》，清华出版社，2014.
[2] 吴志达,《一个基于Unity3D游戏引擎的游戏研究与实现》，中山大学，2015年. [3] 王树斌，《浅析Unity3D开发游戏流程及日常技术[J]》，《电脑知识与技术》. [4] 李锦荣，郭磊，谭忠扬，《基于Unity3D平台的射击游戏的开发》，《福建电脑》. [5] 李鸿，《3DSMAX建模技术分析[J]》，邢台学院学报,2014.
[6] 莫军，《基于嵌入式的3D游戏引擎技术的研究与实现[J]》，电子科技大学，2015. [7] 张辉著.游戏的市场分析.[M]，上海电子出版社，2006.
[8] 刘健著.电玩世纪——奇炫的游戏世界.[M]，百花文艺出版社，2016. [9] 魏晶泫(韩)著.网络游戏产业发展战略.[M]，清华大学出版社，2015. [10] 张亚辉、朱艺.中国网络游戏市场分析.[N]，电子工业出版社, 2016.
24
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容