世界首款Flex布料网游《剑网3》布料2.0面世

前言：

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剑网3在重制之后加入了基于物理的布料系统，而这一系统在主流的3A游戏中早就成为了标配。为了在游戏人物身上模拟出真实可信的布料，各大游戏公司都投入了巨大的精力进行开发。早在十多年前，初代刺客信条就以出众的布料动画闻名。在游戏中，阿泰尔无论是缓步而行，快步疾奔，还是爬上高台一跃而下，一身白色长袍始终随着他的动作晃动，在当时的玩家眼里用“栩栩如生”来形容毫不为过。

然而，如果我们仔细观察就会发现，初代刺客信条中人物身上的布料其实是一系列事先预设好的动画，通过在不同的条件下提供的参数相互混合而成的。由于技术的限制，当时的硬件还无法做到高效率地实时对布料进行物理模拟，而且物理模拟的技术也尚不成熟，因此游戏公司采用了一些取巧的方式，通过游戏引擎中动画混合模拟出了看上去还不错的效果。

这样的开发流程主要的缺点在于，在制作人物动画时，通常需要把人物的衣服也一起进行处理。例如，给长袍、头发这类可以飘动的物件加上骨骼，在制作每个动作时先摆好姿势，然后再处理身上所有可以飘动的物件。如果人物的动作需要进行修改，那么同时也要修改所有其它影响到的部件，在制作过程中实际上有大量的重复劳动。经过大量的修改和微调之后，才能做出一眼看不出破绽的动画。即便如此，诸如披风穿过武器这类细节上的问题仍然层出不穷。3A游戏的一个主要角色，通常需要至少十多人的团队花费2-3个月的时间才能基本完成，期间花费的人力物力都是相当高昂的。

随着技术的发展，使用骨骼模拟布料动画的方式已经无法满足玩家对画面越来越高的要求。既然费时费力，采用物理模拟的方式似乎就成为了一条可行之路。随着PhysX，Havok这类物理引擎的不断发展，近几年的主流游戏中采用物理引擎模拟布料的方式已经成为了主流。在这样的背景下，剑网3为了提升玩家的游戏体验也在重制加入了这一系统。

作为一款中国传统武侠背景的游戏，剑网3在服装设计上大量采用了古代服装宽袍大袖的元素。如何使这些布料在高速流畅的人物打斗动作下，还能够模拟出真实的效果，就成为了游戏在美术和技术上的双重挑战。

Nvidia 的PhysX引擎直至2016年前一直采用APEX框架来实现诸如场景破坏、气流、衣物等物理效果，而剑网3在重置之初采用的也是这一框架。APEX框架在主流游戏中得到了广泛应用，然而它在今天看来已经是相对陈旧的技术了。在开发游戏时往往会碰到不同类型物体相互碰撞的问题，例如，衣物和刚体的碰撞，衣物之间的碰撞，衣物和液体的碰撞等等。如果把游戏中所有类型物体互相碰撞的可能性写出来，经过排列组合可能会产生数十甚至上百种可能性。布料系统本身的参数也需要大量的测试进行调整，否则就很容易出现布料被揉成一团，或是“过重”而难以飘荡的问题。如此一来就会产生巨大的开发工作量，在开发时也容易产生大量的BUG。

为了解决这些问题，Nvidia另起炉灶，开发了名叫FleX的新框架。FleX 主要是用来模拟液体的技术，它的原理是使用 GPU 模拟一大堆粒子，普遍是几万个到几十万个，每个粒子会占有一定的体积，互相之间会排斥和碰撞。在引入额外的约束条件后，可以把一定量的粒子组合成液体、 软性体、刚体、布料之类的物体。然后在GPU端进行模拟。这一技术在CG电影的制作中已经得到了广泛应用，并且在液体碰撞相关的模拟上有较好的表现。

在制作剑网3的新版本时，西山居的开发组也使用了新的FleX技术。然而，这一技术由于推出时间较短，在大型游戏中的应用还比较少，特别是像剑网3这样的武侠游戏，在世界范围内更是很难找到现成的例子进行参考。通过不断研究和踩坑，开发组终于首先实现了这一技术在游戏中的应用。在这个过程中，西山居在FleX的基础上也进行了深度的开发和定制，针对古风服饰进行了复杂的功能开发和工具开发，积累了不少经验，形成了自己的“独门绝技”，而目前国内的其它同类游戏尚未达到这样的表现水平。

当然，因为物理模拟在模拟时使用 GPU 进行运算，在 GPU 本身负载就比较高的情况下，布料模拟对帧率的影响会很明显。在目前的硬件条件下，只能有限制地使用，需要进一步的优化。当然，今后如果硬件环境得到提升后，就可以在更多的地方使用物理模拟，达到更好的物理效果。

剑网3在采用新技术优化之后，相比之前的版本在物理表现上更胜一筹。不同类型间的物体，特别是布料之间的碰撞处理得更加合理。穿模和自我碰撞的处理更加稳定，因此也大大降低了BUG出现的几率。从游戏影像上看，人物在打坐时，即便是较复杂的多层衣物也可以自然地平铺在地面上。在游戏中类似的细节还有很多，从总体上提升了玩家的游戏体验。

而这些细节上的改进，在目前为止都是业内领先的。

可以说，即便花费巨大，西山居始终重视剑网3技术上的进步，在项目开发上一直保持着较高的技术投入。在国内游戏环境不景气的大背景下，西山居在技术上的投入非常值得称赞，也是大多数国内厂商所难以做到的。从长远的角度来看，加入这些“黑科技”会使得剑网3有着更好的发展前景，这些技术积累也一定能在其它项目上获得丰厚的回报。国产游戏在只有在技术上坚持投入，才能使达到国际领先水平不再只是停留在纸面上的口号。

就像当年剑网3开创了武侠轻功先河一样，西山居这次在布料表现上创新突破，再次为行业树立新的标杆，会带动整个游戏行业产品品质更进一步。相信很快会有更多厂商追随跟进。