近日，CGDC 2010 圖像專家演講人倪天云接受國內(nèi)著名設(shè)計(jì)類雜志《數(shù)碼設(shè)計(jì)/CGW》采訪，并針對(duì)DX 11在次世代環(huán)境下游戲建模進(jìn)行討論。

倪天云

介紹：倪天蕓博士現(xiàn)任NVIDIA資深圖形技術(shù)研發(fā)專家，負(fù)責(zé)向北美地區(qū)的游戲及應(yīng)用軟件開發(fā)商提供圖形技術(shù)方面的咨詢、培訓(xùn)和支持，包括參與銷量逾千萬的頂尖游戲作品制作。在加盟NVIDIA公司之前，她在美國的弗羅里達(dá)大學(xué)獲得博士學(xué)位并在有影響力的國際刊物上發(fā)表了多篇有關(guān)高維曲面實(shí)時(shí)渲染以及圖形計(jì)算等方向的論文。她還經(jīng)常在各種國際會(huì)議上(SIGGRAPH、GDC等)做演講和技術(shù)講解。她也是SIGGRAPH評(píng)審團(tuán)成員，參與SIGGRAPH的審稿，主持報(bào)告等工作。她目前的興趣主要在于開發(fā)研究新的圖形算法，并幫助運(yùn)用這些新的技術(shù)到實(shí)際的游戲開發(fā)上。她的近期工作包括研究Direct3D 11的實(shí)時(shí)渲染技巧與技術(shù)，尤其是在硬件細(xì)分曲面方向。

CGW：模型的細(xì)化一方面也增加了貼圖繪制的工作量，而數(shù)字娛樂產(chǎn)業(yè)的效率要求很高，游戲制作也是如此，你覺得建模人員應(yīng)該如何和貼圖組一起把握精度和效率？

答：貼圖繪制最好是建立在精度盡可能低的模型上，這樣可以充分使用DX11 Tessellation 的優(yōu)勢，在GPU上根據(jù)實(shí)際游戲場景需要進(jìn)行自適應(yīng)細(xì)分（Adaptive Tessellation）。

對(duì)于以四邊形為主的建模，建模人員應(yīng)盡量減少創(chuàng)建如下內(nèi)容：

（1） extraordinary quads （四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)中，至少有一個(gè)頂點(diǎn)與大于或小于4條邊相連的情況）；

（2）三角形的數(shù)量；

（3）連接類型 （patch connection type）。

如此可以簡化在DX11 GPU上實(shí)施曲面細(xì)分的復(fù)雜度，從而提高運(yùn)行速度。

簡化網(wǎng)格

創(chuàng)建貼圖時(shí)， 應(yīng)盡量減少材質(zhì)連接線（Texture Seams）。Texture seam 會(huì)在貼圖時(shí)產(chǎn)生偽像（artifacts）。消除偽像需要一些額外的處理，這會(huì)降低運(yùn)行速度。

減少材質(zhì)連接線（Texture Seams）圖中紅線部分

CGW：多邊形的數(shù)量是實(shí)現(xiàn)游戲畫面精度的關(guān)鍵，而就你的體驗(yàn)來說，你覺得當(dāng)建模清晰到什么程度的時(shí)候就足以讓玩家感覺到真實(shí)了？在我看來，游戲的畫面逼真程度還會(huì)發(fā)展，但是肯定是有極限的。

答：一般來說，多變形的數(shù)量越大，就可以體現(xiàn)出來越多的細(xì)節(jié)。當(dāng)一個(gè)多邊形小到用一個(gè)像素渲染時(shí)，游戲玩家可以體驗(yàn)到極限的真實(shí)感。然而對(duì)于硬件來說，這樣小的多邊形光柵化（rasterization）效率不高。為了提高效率，一個(gè)多邊形需要產(chǎn)生8個(gè)以上的像素。

CGW：高精度的模型同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致UV的展開變得復(fù)雜化，同時(shí)也出現(xiàn)了更多的貼圖之間的間隙、褶皺和邊角。可否談?wù)勀�是怎樣處理這些因?yàn)橘N圖出現(xiàn)的新問題的？

答：使用DX11 Tessellation，可以讓低精度的模型在GPU上產(chǎn)生高精度模型。一個(gè)低模的Primitive（線段、 三角形或四邊形）會(huì)被拆分成多個(gè)更細(xì)小的Primitives。UV的展開應(yīng)是在低精度模型之上，而TESSELLATOR所產(chǎn)生的新的Primitive的UV 是一般通過線性內(nèi)插(linear interpolation) 產(chǎn)生的。

DX11 Tessellation 通常用到兩種貼圖：置換貼圖 (Displacement Map)和法線貼圖(Normal Map)。 多個(gè)置換貼圖之間的間隙、褶皺和邊角會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)格上的洞；多個(gè)Normal Map之間的間隙、褶皺和邊角會(huì)產(chǎn)生像素顏色的不連續(xù)性——這些問題主要是由于GPU采用大量浮點(diǎn)數(shù)的并行計(jì)算：由于浮點(diǎn)數(shù)精度的限制，加法的交換律在浮點(diǎn)數(shù)表達(dá)中會(huì)失效。而相鄰的兩個(gè)Patch在共享的邊上的點(diǎn)，必須要產(chǎn)生相同的頂點(diǎn)位置、法線和UV。一個(gè)簡單而有效的解決方法是：定義共享頂點(diǎn)和邊的屬性，確保在共享的點(diǎn)和邊的計(jì)算時(shí)采用完全相同的計(jì)算順序，從而實(shí)現(xiàn)精確的渲染效果。

CGW：模型的精度也會(huì)導(dǎo)致即時(shí)渲染難度的增加，您是如何考慮游戲的畫面質(zhì)量和運(yùn)行的效率的平衡的？

答：使用ADPATIVE TESSELLATION 來避免不必要的細(xì)分。可以通過以下標(biāo)準(zhǔn)來控制細(xì)分：

1. 物體的遠(yuǎn)近程度：近的物體精度高些，遠(yuǎn)的物體精度低些

2.輪廓：輪廓邊緣的精度高些，非輪廓附近的精度低些

3.置換貼圖: 分析置換貼圖里的數(shù)據(jù)的Gradient。Gradient 大的精度高些，反之，精度低些

4.屏幕空間（screen space）:控制三角形在屏幕空間的大小大致相等，以期達(dá)到最優(yōu)的光柵化

倪天蕓博士還將出席將于7月30日－8月1日在上海國際會(huì)議中心舉辦的第三屆中國游戲開發(fā)者大會(huì)，并將以Direct3D 11細(xì)分曲面技術(shù)實(shí)用教程演講。

2010年全球矚目的世博會(huì)在上海舉辦，國際盛會(huì)必將吸引來自全球的嘉賓蒞臨。中國游戲商務(wù)大會(huì)（CGBC）、中國游戲開發(fā)大會(huì)（CGDC）和中國游戲外包大會(huì)(CGOC)將于世博舉辦期間的7月28日－8月1日在上海國際會(huì)議中心舉行，必將吸引全球游戲產(chǎn)業(yè)人士的廣泛參與使其在溝通中外游戲產(chǎn)業(yè)商務(wù)和技術(shù)活動(dòng)平臺(tái)的商務(wù)中心作用更加強(qiáng)化和提升。