如何為游戲開發優化3D模型？
譯文譯者 | 布加迪
審校 | 重樓
在過去的十年中，3D游戲開發變得極易上手。Unity和Unreal Engine之類的引擎讓我們在無需大筆預算的情況下更容易開發出漂亮的3D游戲，但這個過程中仍有很多內容需要學習。
為游戲設計和優化3D模型是其中很重要的一個環節，我們將助您一臂之力。下面介紹可以用來為游戲開發優化3D模型的幾個關鍵實踐和技術。
3D模型游戲優化：開發實踐
雖然您可以用3D設計軟件來完成為游戲開發優化3D模型的大部分工作，但游戲引擎也讓您有機會更快地開發游戲。這些方法易于實施，如果您已經開始開發游戲，這是個不錯的起點。
- 重用3D模型資產
游戲加載的每個3D模型都有資源成本。這種成本在第二次、第三次或第四次使用模型時不會產生，這為優化游戲提供了絕佳的機會，場景或對象方面不會敷衍了事。
資產重用在電子游戲開發業中非常普遍，這也是在設計復雜關卡和場景時應該始終考慮的問題。Unity之類的引擎提供了一種預制系統，以簡化這方面工作。
- 壓縮紋理和優化著色器
紋理就像3D對象外面的皮膚，添加圖案及其他視覺特征，使對象看起來更逼真。紋理以圖像文件的形式出現，在場景中使用時，每一個文件都需要加載。如果使用壓縮過的紋理，就可以釋放大量的資源。
除了使用壓縮過的紋理外，也有必要確保使用的著色器經過充分優化。大多數游戲引擎都有提供免費和付費著色器的資產商店，從而簡化這方面工作。還可以在Unity資產商店上找到已經優化過的免費3D模型，這也適用于其他引擎。
- 使用靜態光照
光照是現代3D游戲中最耗費資源的操作之一。實時計算光的反射非常耗費資源，但是您可以將光照融入到場景中，以解決這個問題。這可以提前準備好場景中的光照，那樣玩家就不必等待了。
- 使用遮擋剔除
Unity和Unreal Engine之類的引擎都有一個叫做遮擋剔除的優化工具。這通過只渲染玩家在場景中可以看到的3D對象來減少資源使用。在玩家的視野之外，對象在玩家觀看之前不會出現。這是在大型場景中節省資源使用的一種簡單方法。
- 實施LOD（細節層次）
當您近看電子游戲中的對象時，細節變得越來越重要。但是當您遠處觀看時，不需要呈現每一個細節，這就是LOD的作用。
當玩家遠離時，引擎可以自動從對象的網格中移除多邊形，在不影響沉浸感的情況下降低資源開銷。
3D模型游戲優化：設計工作流程
設計為電子游戲優化的3D模型比想象中要容易。這個過程主要涉及精簡模型，以確保它只有所需的頂點、線和面。有幾種方法可以做到這一點。
- 手動優化幾何圖形
手動優化簡單的幾何圖形是一種很好的方法，可以讓您習慣為電子游戲設計模型。在3D建模軟件中，您有兩個主要選項來刪除面、線和頂點：刪除和溶解。
刪除一個面會完全去除它，在3D對象中留下開放的空間。刪除頂點或線將去除與其相連接的面。溶解去除所選擇的面、頂點或線，然后用新的面填充空白，以保持對象的實體性。
當您從3D幾何圖形中去除多邊形時，有幾個方面需要注意：
- 去除隱藏的面：玩家永遠不會看到的面不需要加載到游戲中。建筑物的背面、車輛的底部以及地下的幾何圖形形狀通常可以去除。這是手動版本的遮擋貼圖。
- 去除重復/冗余的面：重復的面應該總是被刪除，但您也應該尋找不需要的面。比如說，正方形只需要有一個面。如果它有兩個三角形面，把它們都溶解掉，用一個面取而代之。
- 對象合并：加載一個對象總是比加載兩三個對象要好。用Blender及其他游戲開發軟件合并3D對象很容易，這是降低資源成本的好方法。
- 自動優化幾何圖形
手動優化適用于簡單的3D模型，但您可能需要使用一些自動化工具來幫助完成此過程。您可以將這些方法結合起來使用，使您的3D模型非常適合電子游戲開發。
重新拓撲：重新拓撲是為對象創建一個新的簡化網格的過程。這可以在大多數3D建模工具中自動完成，為您提供面盡可能少的網格。這在Blender中名為Remesh工具，在Maya中名為Retopologize工具，在3DS Max中名為Retopology工具。
附加組件：3D建模工具擁有豐富功能，但它們不可能內置所有功能。許多這些工具有可用于增強其功能的附加組件。這里探討的是游戲開發優化，AP GameTools for Blender等工具提供了眾多的獨特功能。
額外軟件：除了附加組件外，您還可以找到第三方軟件來優化電子游戲開發的3D模型。Simplygon就是一個典例，有很多工具可以讓優化過程更容易。
3D模型需要為游戲開發進行多大的優化？
正如您所見，優化3D對象是一個耗時的過程。不過結果是值得的，一旦您編譯并運行游戲，就很容易知道做的工作有多么必要。如果需要，可以隨時回去進行進一步優化。現在，您只需要學習在哪里為對象找到一些漂亮的紋理。
原文標題：How to Optimize 3D Models for Game Development，作者：SAMUEL L. GARBETT
