基于“Unity3D游戏特效”课程教学的几点思考

摘  要：随着游戏行业的迅速发展，与游戏相关的技术也在不断更新，以求满足游戏玩家的更高层次的娱乐及视觉审美需求。而游戏特效在游戏中对于游戏氛围营造、增强画面视觉效果、加强玩家在游戏中的沉浸式体验有着重要的意义。“Unity 3D游戏特效”课程教学要从掌握Unity 3D粒子系统、Unity 3D与3ds Max协同创作、游戏特效的基本表现技法三个方面深入展开。

关键词：游戏;特效制作;Unity 3D

Unity 3D是一款综合型游戏开发工具，基于该软件开发出了诸如《王者荣耀》《明日方舟》《马里奥赛车》《使命召唤》《精灵宝可梦GO》等多款知名游戏，基于该软件强大的功能、Unity 3D占据了游戏开发行业一半以上的市场份额。

特效设计是游戏美术设计中的重要组成部分，通过Unity 3D可以实现游戏中风、雨、雷、电、雪、水、烟雾等自然现象的模拟，还可以实现游戏中刀光、地裂、法阵在内的各类物理攻击及法术攻击特效。

随着国内外游戏市场的迅速发展，对游戏特效人才的需求也在不断上升，如何培养学生掌握好扎实的游戏特效设计技能，以与行业标准无缝對接，是众多在一线工作的教师一直在思索的问题。结合多年的教学经历，本文试从深入掌握Unity 3D粒子系统、Unity 3D与3ds Max协同创作、游戏特效的基本表现技法几个方面阐述笔者的心得体会。

一、深入掌握Unity 3D粒子系统

粒子是由粒子系统大量呈现或移动的简单小型图像或网格。每个粒子代表一小部分流体或无定形实体，而众多粒子将共同营造出完整的实物感。以火焰为例，多个火焰粒子共同构成了燃烧的火苗效果。

我们在游戏中所见的几乎所有特效的实现都与粒子系统有着直接或间接的联系，因此要掌握游戏特效的制作，我们首先要求学生掌握好Unity 3D中粒子系统的各项属性。粒子系统包含了多项属性，例如粒子大小、形状、发射器形状、速度、寿命、颜色、着色器类型等，粒子系统的每一项参数都与物体的物理属性及动力学有着直接的联系。初学者学习Unity 3D游戏特效时，比较容易将粒子系统的参数属性学习与特效表现割裂开来，事实上，我们在表现不同的特效时需要在了解粒子系统参数属性的基础上，对特效生成与消失过程要有清晰的认识，这样我们才能表现出符合自然规律且逼真的特效。

例如我们在表现火焰燃烧特效时，我们可以从以下几个角度来分析，理清创作思路。火焰生成的位置即是粒子发射器的位置，火焰形状为上大下小的锥形，因此在粒子发射器形状的选用上，我们选用锥形。火焰的颜色由燃烧物质来决定，一般含有煤烟的物质燃烧颜色为红色。火焰中心由于温度高，颜色接近于亮白;火焰外围温度相对较低，颜色偏暗红，所以在火焰颜色的处理上，我们可以设置多个粒子来模拟不同位置的火焰。火焰点燃后，周围空气被加热，热空气密度比常温空气小，所以火焰会往上升，因此粒子发射器的方向应该为向上。火焰燃烧过程中，由于气流的紊乱，会干扰火焰上升的次序，火焰会出现左右摇曳的效果，我们可以通过velocity over lifetime模块或者force over lifetime模块来修改火焰粒子在不同生命周期的速度或力的偏移值，这样火焰在生命周期内就会产生偏移效果。

燃烧过程中，未完全燃烧产生的碳和部分无机物，会产生黑烟，因此我们需要新创建出粒子来模拟黑烟效果。燃烧过程中，烟雾粒子将以相当快的速度向上发射，但随后与大气接触时会冷却迅速减速，针对这种情况，我们也可以通过设置velocity over lifetime的Z轴数值，让粒子在不同生命周期产生不同的速度，从而实现粒子的加速减速过程。粒子在减速过程中，烟雾会扩散，变得稀薄，很快消散在空气中，我们可以在color over lifetime模块设置粒子在不同生命周期的颜色透明度，这样就可以实现烟雾淡入淡出的效果。

在深入理解Unity 3D粒子系统各大功能模块相关功能的基础上，遵循对象的物理特性和运动规律，可以灵活地创作出游戏中的各类特效。

二、Unity 3D与3ds Max协同创作

在Unity 3D粒子系统中，粒子的基本形状为圆形，而我们在游戏中模拟的对象造型千变万化，如烟雾、火焰、雪花、闪电等，对于这种情况，一方面我们可以通过应用材质贴图来解决这个问题。例如我们要表现烟雾特效的话就可以为粒子添加烟雾贴图，这样粒子形状就会变成烟雾，粒子烟雾就会漫天飞舞;如果我们要表现雪花飞舞的效果，我们可以制作一张雪花的贴图应用在粒子上，这样漫天飞舞的粒子就变成了雪花，我们只需要设定烟雾大小和透明度即可。另外一种情况，如果我们要表现刀光特效或是特效有特殊形状要求的，我们就必须结合3ds max软件创建出我们需要的三维模型，再将其导入Unity 3D中作为特效的模型来实现。

例如我们在制作刀光特效时，刀光的形状往往为带有厚度的月牙状，要想通过粒子系统用贴图的方式直接生成这种形状的粒子特效，往往比较困难，因为贴图本身只是二维图片，不具备立体感。这时候我们可以可以在3DS MAX中先创建出立体月牙状的三维模型，把模型UV展开，将我们在Unity 3D中使用的刀光贴图准确的定位在模型上，这样有助于我们后期Unity 3D中贴图的准确地定位，随后将该模型导入到Unity  3D软件中，将该模型作为粒子的形状来使用，我们只需要设置render mode为mesh，mesh选定为之前创建的刀光模型即可，随后再应用材质贴图，这样在Unity 3D中，刀光特效就完成了。

又如假设我们在Unity 3D中要表现出冰块晶莹剔透并且闪烁的效果，我们可以在Unity 3D中导入在3ds max中创建好的冰块模型，然后将粒子系统的render mode模式设置为mesh，然后选取之前创建好的三维模型，将粒子的速度设置为零，发射器形状设置为无，这样我们创建好的三维模型就变成了粒子系统的粒子了。由于粒子系统的粒子速度为零和形状为无，所以以粒子形式存在的冰块为静止状态，由于粒子系统强大的功能，我们在此基础上可以设置粒子的颜色、贴图、shader，因此可以实现真实的冰块效果。

再者，我们如果想制作一把闪烁着金色光芒的宝剑效果，光芒效果我们可以用粒子系统来实现，为粒子添加金色星形贴图即可，但如果我们希望把星形粒子雾漫布整个剑身，我们就必须借助宝剑模型，将宝剑模型作为粒子系统的render mesh，改为render mesh以后，粒子发射器将所有粒子都以宝剑作为发射体，所有发光粒子都萦绕在宝剑上，最终形成了宝剑金光闪闪的效果。

通过Unity 3D与3ds max软件的相互配合，可以实现单凭粒子系统无法实现的效果，能够丰富特效的表现形态。

三、游戏特效的基本表现技法

游戏特效主要分为场景特效、人物技能特效、UI特效。场景特效主要表现游戏中氛围，能给玩家带来较强的心理感受;人物技能特效主要包括游戏角色攻击、施法等动作过程中产生的特效，能给玩家带来一种酷炫、炫丽的效果。

游戏特效的表现技法主要包括以下几个方面：

（一）风格。首先根据游戏风格类型确定特效的风格，目前用Unity 3D开发出来的游戏基本上都是三维写实风格，所以特效也是三维写实风格，视觉效果追求尽可能的真实。

（二）配色。在游戏中，为了追求游戏酷炫效果，游戏特效在配色上一般都会追求夸张、艳丽的配色效果，我们分析了《英雄联盟》《王者荣耀》等多款游戏，游戏中的特效色彩一般都是饱和度和亮度比较高的色彩，例如刀剑挥舞炫丽的刀光、武器碰撞后溅起的火星、法术攻击产生的魔法特效，无不体现了游戏世界里精彩纷呈的视觉特效。

（三）节奏感。游戏特效的节奏感体现主要是各种不同视觉特效呈现出的快慢缓急，例如我们表现一个聚拢然后再爆炸的效果时，我们首先可以让光束缓慢聚拢然后迅速的产生爆开效果，这样爆炸的节奏感就能得到体现。

（四）设计。游戏中特效主要分为自然现象、武器特效、和角色特效的制作。自然现象特效主要包括风、雨、雷、电、雪花、云雾、地震、光晕、喷发等，不同游戏的设计风格是有区别的，因此在设计此类特效时在遵循客观规律的前提下，要考虑到游戏的设计风格。武器特效从表现形式来看，主要可以分为两种类别：第一种是武器自身魔法属性的表现，游戏中的部分武器自身就具有魔法属性或五行属性的颜色，水屬性的武器表面具有蓝色光晕，火属性为红色光晕，土属性为黄色光晕，另外光属性的武器代表颜色是白色，风属性是青色，毒属性表现为墨绿色，自然属性为翠绿色;第二种类别主要表现在武器射击或挥动时的特效表现，这一类特效往往比较夸张和炫目，需要通过这些特效烘托出攻击力的强大和视觉效果。角色特效主要包括角色的行为特效、属性特效、装备特效等，为角色增加这些特效，能够增添角色的气势，视觉效果也会增强不少。

（五）粒子运动。如果说特效的外观效果是由贴图决定的，那么特效的状态则受到了太多因素的影响。世间万物存在的状态各不相同，他们受到环境各种因素的影响，烟火向上升是由于热空气向上的缘故，雨点下落是因为地球引力的影响，雨点下落快、雪花下落慢是由于物体受到空气阻力的缘故，火堆中火星紊乱的四处飞舞，是因为热空气气流的缘故。

游戏特效的表现主要从以上五个方面来设计，完美的游戏特效能为游戏环境氛围营造起到至关重要的作用。

四、结语

Unity 3D是目前主流的游戏制作引擎，传统三维软件制作特效的方法目前已经被逐步取代。通过游戏引擎可以快速创作出各类逼真完美的视觉特效，大大提升了动画及游戏的特效表现水平及工作效率。作为一线教师，教学必须与时俱进，跟上时代步伐，在新时期，掌握好引擎特效的制作对于学生就业以及游戏市场发展有着至关重要的意义。

参考文献：

[1]李梁.Unity 3D游戏特效设计实战教程[M].北京：人民邮电出版社，2021.

[2]赵京宇.Unity 3D特效设计必修课[M].北京：清华大学出版社，2019.

作者简介：刘明，硕士，湖南信息职业技术学院软件学院副教授。研究方向：动画、游戏设计。