次時代游戲技術(shù)在歷史文物中的應(yīng)用

毛景孟 儲蕾芳

摘要：如今，次時代美術(shù)的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，各大游戲公司都把次時代游戲定為游戲開發(fā)的主要方向，更美、更真、更沉浸成為次時代游戲的主要追求目標(biāo)。中國上下五千年文化孕育了燦爛文明，歷史文物則是這些文明最好的見證。將次時代游戲技術(shù)運用到歷史文物中，能讓歷史文物以數(shù)字化的方式進(jìn)行傳承，也會促進(jìn)數(shù)字博物館的發(fā)展。本文以侯馬陶范為例，使用次時代游戲技術(shù)對陶范數(shù)字化傳承進(jìn)行了研究，通過次時代游戲技術(shù)還原歷史文物的真實面孔。將歷史文物與次時代游戲技術(shù)深度融合，以新的數(shù)字形式、新的觀看感受、新的體驗?zāi)Ｊ绞谷藗兏幼⒅貧v史文物的價值與魅力。

關(guān)鍵詞：次時代游戲技術(shù)；侯馬陶范；歷史文物

一、次時代游戲技術(shù)概述

（一）次時代游戲技術(shù)概念

“次時代”由日語原字“次時代”傳入中國，字面上指“下一代”游戲。次時代游戲技術(shù)通過增加三維模型面和貼圖質(zhì)量的技術(shù)，使用次時代游戲引擎，使傳統(tǒng)游戲在畫質(zhì)和效果方面有了質(zhì)的提升。次時代游戲具有高科技以及高水準(zhǔn)的藝術(shù)內(nèi)涵，是一種高成本、高體量、高質(zhì)量的游戲。國內(nèi)外的各大游戲公司都把次時代游戲定為游戲開發(fā)的主要方向，并不斷研發(fā)新技術(shù)和新的體驗形式加入游戲之中，給玩家?guī)砀晟?、更沉浸的體驗。

次時代游戲之所以能夠讓人有身臨其境的視覺體驗，是因為其模型本身已經(jīng)達(dá)到了超高的寫實程度。次時代美術(shù)利用強(qiáng)大的雕刻建模技術(shù)創(chuàng)造出3D模型的細(xì)節(jié)，并繪制高質(zhì)量的貼圖，讓原本平淡無奇的白模變得精美。現(xiàn)代科技水平日新月異，玩家對于游戲質(zhì)量的要求也越來越高。

（二）次時代游戲制作流程

1.概念設(shè)定

概念設(shè)計主要是對游戲氛圍、游戲世界觀的表現(xiàn)進(jìn)行設(shè)計，需要根據(jù)前期策劃文案設(shè)計出完整的游戲方案，其中包括角色、場景、道具，給后期的模型制作和動畫制作提供標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。

2.游戲模型制作、拆分UV

游戲角色、場景設(shè)定確定后，會進(jìn)行模型制作。次時代模型制作根據(jù)細(xì)節(jié)的不同可以分為兩種表現(xiàn)形式：高模（高面數(shù)高精度模型）和低模（低面數(shù)模型）。不同面數(shù)的模型制作需要不同的軟件。目前，業(yè)內(nèi)制作高精度模型的軟件為Zbrush。Zbrush青大的筆刷可以精準(zhǔn)地刻畫模型各個部位的細(xì)節(jié)、紋樣、造型等。低模則需要利用拓?fù)涔δ?，使模型能夠符合次時代游戲的低面數(shù)要求。低模會根據(jù)高模減少面數(shù)，在精簡面數(shù)的同時合理布線，方便后續(xù)模型的動畫制作。模型制作完成后，會拆分模型UV，也就是把3D模型拆開，變成2D平面，方便后續(xù)的貼圖繪制。UV能夠使貼圖精準(zhǔn)地對應(yīng)到模型表面。

3.貼圖繪制

貼圖繪制可以說是給模型添加外衣，使模型擁有高精度的紋理、質(zhì)感。貼圖主要分為Diffuse漫反射貼圖、Reflection/Specular反射貼圖、Normal法線貼圖、Metalness金屬度貼圖。

4.綁定骨骼

貼圖繪制完成后，需要根據(jù)模型關(guān)節(jié)、肌肉合理地綁定骨骼，方便后續(xù)的動畫制作。

5.動畫制作

綁定完骨骼以后，會根據(jù)游戲要求對模型進(jìn)行動畫制作，還會考慮到模型的穿幫以及協(xié)調(diào)。

6.引擎渲染測試

將模型導(dǎo)入引擎中渲染測試，調(diào)試燈光，檢查是否有模型和動畫的變形和穿幫。

二、侯馬陶范的相關(guān)概述

晉國是周代重要的封國，是春秋五霸之一，也是稱霸時間最長的。晉景公時遷都新田，稱為新絳，現(xiàn)遺址位于山西南部的侯馬市。20世紀(jì)50年代，在侯馬市發(fā)現(xiàn)了規(guī)模龐大的晉國作坊遺址，面積約20萬平方米，其中鑄銅遺址出土陶范三萬余塊，可分辨器形有1000多件，可配套器形多達(dá)100件。出土的陶范從容器模具上可以分為鼎模、豆模、壺模、舟模、鑒盤模等；從類別上可以分為樂器、禮器、武器、工具、車馬器、生活用品、小型器物類、人物模、動物模、文字模等；從紋樣上分為蟠螭紋模、獸面紋模、龍紋、蟠虺紋模、鳳紋、云紋、花朵、葉形紋飾模和其他紋飾模等。

三、侯馬陶范的重要意義

侯馬鑄銅遺址是目前國內(nèi)發(fā)現(xiàn)規(guī)模最大、遺存內(nèi)容最為豐富的青銅時代鑄銅遺址。侯馬陶范是晉國青銅文化發(fā)展到頂峰的產(chǎn)物，出土的器形紋樣種類覆蓋了當(dāng)時晉朝青銅器的大多數(shù)。古樸厚重、美輪美奐的晉式青銅器通過貢納或交換，流通領(lǐng)域覆蓋北方大地，在山西、陜西、內(nèi)蒙古、河南、河北等地曾多次出土?xí)x器，它融合了周文化并成為中原文化的先進(jìn)代表，侯馬陶范就是典型，它使不少流散的晉式青銅器得以確認(rèn)。侯馬陶范具有復(fù)雜的解剖分型和美輪美奐的紋樣，其在制造和紋樣雕刻上給人們提供了在青銅器上無法獲得的觀看效果。因此，它對晉國青銅文化乃至中國青銅文化的研究都具有重要的價值。

四、當(dāng)前歷史文物在博物館展覽創(chuàng)新、不足的分析

當(dāng)前博物館大多還是采用展柜陳放進(jìn)行展覽，在展品旁加以文字介紹。這種傳統(tǒng)的展覽方式持續(xù)了很多年，一個展柜數(shù)個展品，讓人眼花繚亂，很多游客走馬觀花，每個展柜胡亂掃一眼，匆匆而過。只有少數(shù)大型展品或者極其精美的展品會陳列在自轉(zhuǎn)臺上，多數(shù)展品都只是平放在展柜之中，那么平放在展柜中的展品另一側(cè)就是視野盲區(qū)，當(dāng)兩側(cè)花紋不同時，只能有一側(cè)被游客觀賞到，讓人遺憾。

隨著科技的飛速發(fā)展，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及文物掃描技術(shù)，一些展館的網(wǎng)站已經(jīng)上傳了多個文物的三維掃描模型，這種掃描模型在外形上精準(zhǔn)地還原了歷史文物，但是在紋理上只是以一張漫反射貼圖去還原歷史文物的真實紋理和材質(zhì)。山西博物館就采用了三維掃描技術(shù)（圖一），給線上博物館提供了新的觀賞模式。但這樣的還原方式忽略了歷史文物的紋理以及歷史留下的痕跡，使掃描模型變成一個看起來像歷史文物的光滑模型。

五、“文物”次世代化對策研究

“文物”次世代化不僅需要運用前沿的次世代制作技術(shù)以及性能強(qiáng)悍的工作站，同時需要融合社會學(xué)、人類學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、歷史學(xué)等諸多前沿理論和方法來保駕護(hù)航。接下來以山西省侯馬市侯馬陶范為例，說明“史物”次世代化主要采用的技術(shù)。

（一）建立侯馬陶范數(shù)據(jù)庫

建立數(shù)據(jù)庫有利于陶范的數(shù)字化保護(hù)，有利于促進(jìn)數(shù)字博物館的發(fā)展。侯馬陶范不僅是晉朝文明的表現(xiàn)，更是古人的智慧結(jié)晶?？萍嫉娘w速發(fā)展使傳統(tǒng)文物突破了展示時間、空間、觀看方式上的局限，再結(jié)合次時代游戲技術(shù)還原陶范的真實材質(zhì)和質(zhì)感，在三維世界里還原一個真實的侯馬陶范。

基于次時代游戲技術(shù)的數(shù)據(jù)庫不能像傳統(tǒng)的博物館那樣，采用三維掃描技術(shù)簡單地恢復(fù)模型外形以及粗糙的貼圖，而是需要選擇還原程度高的三維掃描機(jī)器清晰地掃描出模型的外形，再根據(jù)模型本身在三維軟件中調(diào)整造型的精度。模型制作完畢后，需要對模型進(jìn)行烘焙，使模型成為邊數(shù)良好的四邊面模型。然后進(jìn)行模型的UV拆分，以便于貼圖的制作。貼圖時應(yīng)采用PBR流程根據(jù)現(xiàn)有陶范的材質(zhì)以及質(zhì)感進(jìn)行繪制。最后進(jìn)行渲染上傳（圖二），使模型可以在網(wǎng)頁引擎中流暢運行。

數(shù)據(jù)庫的建立也要考慮陶范的分類，在數(shù)據(jù)庫中以類別和紋樣進(jìn)行分類。類別中根據(jù)禮器、樂器、武器、工具、車馬器、生活用品、人物、動物等進(jìn)行分類，紋樣以蟠螭紋、獸面紋、龍紋、蟠虺紋、鳳紋、云紋、花朵、葉形紋飾模和其他紋飾模進(jìn)行分類。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆诸惪梢詾橐院蟪幻骰蚣y樣不明的青銅器物提供更多的參考數(shù)據(jù)。同時，也為歷史文物數(shù)字保護(hù)手段提供了技術(shù)嘗試，并為社會大眾開放了在線的“真實”數(shù)字文物。

（二）基于次時代美術(shù)的侯馬陶范流程再現(xiàn)

為了更好地傳播侯馬陶范，使人們可以快速地了解晉朝青銅器物的制作方法，可以制作一款次時代游戲。游戲可以更快、更有效地傳達(dá)信息，青銅器從制作到完成經(jīng)過了數(shù)道工序，這些工序正好可以作為游戲的關(guān)卡。青銅器的制作工序分為以下步驟。第一，制模。侯馬陶范采用模范澆鑄法鑄造青銅器，先要制作青銅器物的“模”。第二，制外范?！澳！币O(shè)計成青銅器的樣子，再以泥土壓在模子上翻一個外范。第三，制內(nèi)范。要制作一個體積與容器內(nèi)腔相吻合的內(nèi)范。第四，合范。經(jīng)內(nèi)外范結(jié)合，中間的空隙叫作型腔，間隔距離就是所鑄器物的厚度。最后澆鑄。

陶范流程次時代化讓人可以身臨其境，不管是以手機(jī)游戲發(fā)行，還是以虛擬現(xiàn)實游戲發(fā)行，都可以讓人們在游戲中體驗制作青銅器物的困難，使大眾認(rèn)識到中國古人的智慧。模范澆鑄法需要經(jīng)過多種工藝流程，其制作流程復(fù)雜，雕刻紋理精美，文字描繪并不能清楚地還原各個流程。采用次時代游戲技術(shù)可以將早已失傳的模范澆鑄法清晰地還原出來，讓體驗者可以親手制作一個屬于自己的數(shù)字青銅器。

六、結(jié)語

以次時代美術(shù)為主體，將次時代游戲技術(shù)用于歷史文化遺產(chǎn)的修復(fù)和保護(hù)，能使歷史更加真實、更加完美地呈現(xiàn)出來，更能加快數(shù)字博物館的建設(shè)，對研究中國文物起到了極大的推動作用?？茖W(xué)的運用數(shù)字化是中國歷史文化遺產(chǎn)保護(hù)發(fā)展的新趨勢。

作者簡介

毛景孟，1998年生，男，漢族，山西臨汾人，上海工程技術(shù)大學(xué)中韓多媒體設(shè)計學(xué)院藝術(shù)碩士，研究方向為數(shù)媒與影像數(shù)字化。

通信作者：儲蕾芳，女，指導(dǎo)教師。

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