游戏中的整容术！《Honey Select》捏人系统剖析

关于游戏中的捏人系统,很少有资料提到怎么做,印象中只有《天涯明月刀》分享过.前段时间关注了个VR资源分享的公众号,经常推送HS的捏人作品,所以才引发了我的好奇心,决定一探究竟。

HS之所以能够有这么强的定制能力,是因为第三方MOD工具的存在,玩家可以自由导入导出游戏中的资源,这也就为我们分析游戏的实现机制开了个后门。

上图中我们可以看到,脸部有很多骨骼,尝试把模型导出来,对其进行分析：

针对鼻子上的骨骼,进行平移/旋转/缩放,嗯,看起来捏脸就是这么回事了。

比如鼻翼骨骼影响这点顶点,那我们对其调节就可以产生这样的效果：

再比如下巴

那骨骼都用来捏脸了,面部的表情动画怎么办呢？

对模型资源的规格进行分析,发现存在大量的morph动画.也就是说,HS中的的头部骨骼,全部是用于捏脸的,表情动画使用MorphTargets驱动。

那身体总不能也用MorphTargets做动作吧？

对其模型资源进行析,发现MorphTargets个数为0,而骨骼数超越以往的经验值。

查看其蒙皮信息可以发现,所有影响顶点的骨骼名字全部带有"_s_"字样,其父骨骼都是不带"_s_"的同名骨骼.也就是说,HS的身体骨架中,父骨骼负责动画,子骨骼负责蒙皮。

游戏中的女角色脸部有67项调节参数：

女角色身体共有34项调节参数,其中2项为物理参数,跟骨骼无关

我们来看看这些滑杆能不能跟骨骼一一对应上：

对于"鼻子整体上下"来说,的确是只需要调节NoseBase的Y值就可以了,我们需要做的就是根据滑杆在最大值和最小值之间进行线性插值。

对于"眉毛角度Z轴"的调节,这时只调节一根骨骼就不对了,需要左右对称着来.也就是说,有一些调节项需要同时调节左右对称的两根骨骼。

对于"眉毛左右位置",如果在直线上两个端点之间进行插值,很容易就跟面部三角形穿插了.所以这里的插值路径只有最大值和最小值已经满足不了需求了,而是需要按照曲线进行位置插值,并且配合旋转插值贴合面部的法线方向.也就是说,一个调节项的插值可能是基于曲线(或多个关键帧),而且可以同时影响骨骼Transform的多个分量。

眼睛的大小调节是最复杂的,一共影响6根骨骼.也就是说,一个调节项是可以对应多根骨骼的。

我们总结一下,脸型(或体型)调整原理就是：

本质上修改的是骨骼的Local Transform(Translation,Rotation,Scale)
一次只修改Local Transform的某个分量(或多个):Tx/Ty/Tz/Rx/Ry/Rz/Sx/Sy/Sz
使用滑杆在预设的调节范围之间进行插值
插值不一定是线性的,可能是有多个关键帧
每个调节项可能对应不只一根骨骼

以此为指导思想，继续结合ILSpy对HS进行逆向分析,终于找到了骨骼的配置数据。

首先是骨骼分类表:

第1列，类别编号:每个编号代表UI上的一根滑杆.重复出现的编号代表影响多根骨骼
第2列，骨骼名
第3~11列，Transform Mask:代表调节Bone Local Transform的哪些分量，比如000000100代表只影响Sx,即只缩放X轴

其次是骨骼调节关键帧表:

第1列：骨骼名
第2~N列：关键帧数据,每一帧是9个float,正好是一个Transform,总共25帧。

可以说,I社的捏人系统，最核心的就是这两张表格的数据了,是他们这么多年捏人游戏的经验积累.也正是这个原因，他们舍不得每次新做一套骨架就重新调一版数据，结果就是，游戏中的骨架跟表格对不上：

游戏中的骨架,不管是数量也好还是命名也好,都跟表格对不上.那这之间是怎么映射的呢?

原来是硬编码的,真让人崩溃...好了,那整个捏人的核心逻辑就搞清楚了:

1.根据骨骼分类表生成所有的调节滑杆,并从预置的文件加载滑杆的默认值集合

2.如果滑杆值变了,查分类表得到骨骼名(可能多个),再根据骨骼名查关键帧表得到关键帧集合,根据滑杆值插值出Local Transform

3.使用代码逻辑把老的Transform数据转换成新骨架能用的骨骼Transform

4.把骨骼Transform全部更新到模型上

尝试在UE4中使用PoseableMesh复刻了一下,效果还不错:

PoseableMesh的问题是不兼容动画,所以如果要修改SkeletalMesh的BoneTransforms话,二手QQ转让平台就只能在AnimationBlueprint里实现一个自定义的AnimNode了:

配上动画,贴上材质,效果就好多了:

(随便找了件衣服遮一遮)

最后,顺便提一下捏人之外的东西,因为对于角色的定制来说,捏人起的作用还不如换一件衣服.

对衣服的资源进行分析可以发现两点值得学习的地方:

每件衣服都配有一个剔除掉被遮住的三角形的裸模,一方面可以提升绘制性能,一方面能避免衣服和皮肤两层三角形的穿插
裙摆/披风/长衫等都是共用同样的8条物理骨骼,算是比较传统的布料模拟做法

挂件差不多都是StaticMesh,最多带有物理骨骼,直接挂在骨架挂点上,可以跟随体型一起进行变换.

眼睛这里的Mesh有点扩张了,分了很多层,甚至有3个Mesh用来做眼泪的表现.材质多了,可以更换的样式自然也就多了:

头发分了前中后三部分,每一部分可以单独隐藏或者替换,配合大量的模型资源,真正可以配出各种各样的发型,更何况还有MOD的支持.

其它的类似皮肤/皱纹/眼影/腮红/唇彩/纹身/痣/晒痕/指甲等,大多数都是换贴图,没有多少技术上的复杂度,但却是能够大大提升个性的功能:

通过GPA分析发现,这些叠加的图层在运行时并没有独立的贴图：

所以并没有采用Decal的方式绘制,而是跟皮肤贴图混合到了一起：

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